ハートコックルの貝殻は、束ねられた光ファイバーケーブルと集光レンズを使用して光合成のために太陽光を伝達します。

引用

McCoy, DE, Burns, DH, Klopfer, E., Herndon, LK, Ogunlade, B., Dionne, JA, . . . Johnsen, S. (2022). ハートコックルの殻は、束ねられた光ファイバーケーブルと集光レンズを使用して光合成のために太陽光を伝達します。bioRxiv、2022.10.28.514291。

  • 光共生
  • シンビオディニウム
  • フォトニクス、光学
  • 共生、二枚貝
  • コルクルム カルディサ
  • FDTD
  • 有限要素法
  • 伝染 ; 感染
  • 透明性

簡単な

ハートコックルの殻は、太陽光を光合成共生生物に伝え、光ファイバーケーブルを使用して高解像度の画像を投影します。一方、集光レンズは光を集中させ、殻の構造は紫外線を遮断します。

まとめ

ハートザルガイ（Corculum cardissa およ​​び spp.）は、光合成を行う共生生物に光が届くように、殻に透明な窓を発達させた二枚貝です。これらの窓は、放射状の縞模様、モザイク模様、または斑点模様のようなパターンで配置されています。窓は、炭酸カルシウムの一種であるアラゴナイトでできています。

窓の中のアラゴナイトは、不透明な貝殻の領域に見られる平面状の交差アラゴナイトとは異なり、細長い繊維状の結晶を形成します。これらの繊維状の結晶は、屈折率が最も高いアラゴナイトの c 軸に沿って光学的に共配向されています。この配置は、人工の光ファイバー ケーブルに似ており、光を効率的に伝送します。これらのアラゴナイト構造は、生物における光ファイバー ケーブル束の最初の既知の例です。

シェルウィンドウは天然の光ファイバーシステムとして機能し、最大 40% の可視光 (400～700nm) を透過しながら、有害な紫外線 (300～400nm) の大部分を遮断します。観察されたアラゴナイト繊維のサイズ (幅約 1µm) と c 軸の向きが、最適な光透過に貢献しています。

さらに、一部のザルガイには、各窓の下の殻の内側の表面に小さく透明な突起があり、集光レンズとして機能します。これらのレンズは太陽光を集中させ、殻の奥深くにある共生生物が豊富な組織に太陽光を向ける可能性があります。

これらの適応は、光合成に必要な光と捕食や紫外線によるダメージからの保護とのバランスをとるという課題に対する複雑なバイオフォトニックソリューションを表しています。このシステムは、将来、新しい光学技術のきっかけとなる可能性があります。

出典: https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2022/10/31/2022.10.28.514291.full.pdf

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