青と水色の鮮やかな色合いがシャコガイの虹色の唇を覆っているが、この輝く細胞はただ見せるためだけのものではないことが、新しい研究で判明した。虹色の光沢は、貝の内部に太陽光線を導き、内部に収容されている藻類に光を提供します。
共生の回帰では、藻類はその太陽光を利用して電力を供給します光合成シャコ貝のエネルギーになります。 「それは結局、アサリのエネルギー収支の大部分を占めることになる」と研究研究者であり、ペンシルベニア大学の物理学と天文学の助教授であるアリソン・スウィーニー氏は述べた。
本質的に、体長4フィートを超えることもある特大の軟体動物は、その殻の中に自然の太陽エネルギーシステムを隠しています。
ほとんどの虹色に輝く細胞 -- 鮮やかな青色を与えるものも含むモルフォ蝶、カブトムシのキラキラした色そして鳥の羽の輝き-- 爪や人間の髪の毛と同じように、死んでいます。しかし、イカやシャコ貝の虹色の細胞は生きています。
そこで研究者らは、「シャコガイは生きた虹色の細胞を使っていったい何をしているのだろうか？」と疑問に思った。スウィーニーは言いました。
シャコガイは鈍い外殻を持ち、唇を日光に向けるのに役立つ重みのある貝殻の蝶番を持っています。おそらく虹彩細胞と呼ばれる虹色の細胞が光学的機能を果たしているのではないかと研究者らは推論した。
チームは、熱帯太平洋にあるフィリピンの東の島であるパラオを訪れ、次の情報を収集しました。巨大なハマグリ。 「私たちはこれを、光が貝の中をどのように伝播するかをコンピューターモデルに落とし込みました」とスウィーニー氏は語った。 「[しかし]実際には誰もそれを信じませんでした」と彼女は付け加え、光がどのようにしてアサリの殻に反射し戻ったかについて言及した。
そこで研究者らはパラオに戻り、光ファイバープローブを使ってアサリ（シャコガイ、マキシマ貝、クロシア貝）の内部の光を詳細に測定した。スウィーニー氏によると、虹色の細胞は、科学者らが当初予想していたよりも顕著な量の光を貝に反射したという。虹彩細胞のある貝の組織には、虹彩細胞のない貝の組織に比べて、組織の深部にフォトンと呼ばれる光の粒子が約5倍多く存在していることが判明した。
「私たちは驚くべき発見に非常に興奮しています」と、研究研究者であり、生体分子科学および工学の教授であり、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の海洋バイオテクノロジーセンター所長であるダン・モース氏は述べた。
「シャコガイの鮮やかに反射する細胞は、太陽光からの光子の方向を貝の組織の奥深くに向け、そこに生息する何百万もの共生藻類を優しく均一に照らし、光合成によって動物宿主に栄養素を提供できるようになる」とモース氏は電子メールで書いた。ライブサイエンスへ。
研究者らは、藻類の構成も効率的であることを発見した。藻類が貝の組織全体に水平に広がった場合、藻類の最上層のみが明るくなります。しかし、シャコガイにはこの障害がありません。代わりに、藻類は垂直の柱状に積み重ねられ、反射セルが上部の藻類だけでなく、柱の側面に沿って光を照らすことができます。
また、反射光は直射日光よりも強度が低いため、藻類が揚げられることはない、とスウィーニー氏は述べた。
この研究は「非常に興味深い」と日本の琉球大学の無脊椎動物生物学教授、廣瀬裕一氏は電子メールでLive Scienceに語った。
「シャコガイの外套膜が予想以上に高度な機能を持っていることがわかった」と今回の研究には関与していない広瀬教授は語った。 「カラフルなマントルは、光合成に不要な光（緑と黄色）を反射し、有用な光（赤と青）を前方および横方向に深部組織に散乱します。」
研究者らは、シャコガイのカラフルでキラキラとした光沢が、いつか新しい形のクリーンテクノロジーを生み出す可能性があると述べた。たとえば、従来の太陽電池は直射日光の下ではうまく機能しますが、暑すぎるとうまく機能しません。スウィーニー氏によると、ハマグリのデザインにより、反射する光沢により、太陽電池が強い太陽光にさらされても涼しく保つことができる可能性があるという。