Автор: Николь Хельгасон
Специальные клетки гигантских моллюсков изменяют длину волны света, чтобы защитить моллюсков от УФ радиации и усилить фотосинтетическую активность симбионтов, - таковы результаты исследования KAUST.
Используя специальные клетки, известные как иридоциты, моллюски способны манипулировать светом при помощи слоев нано-рефлекторов внутри каждой клетки. Предыдущее исследование показало, что иридоциты рассеивают и отражают свет с целью повышения фотосинтетической активности водорослей Symbiodiniaceae.
Команда исследователей Научно-исследовательского центра Красного моря и Photonics Laboratory раскрыли еще один способ, при помощи которого иридоциты способствуют фотосинтезу симбионтов. Ученые изучили морфологию и оптические характеристики иридоцитов гигантских моллюсков Tridacna maxima и обнаружили, что они поглощают УФ радиацию и переизлучают ее в виде света с большей длиной волны, т.е. фотосинтетически полезного света.
Рэм Чандра Субеди, один из авторов исследования, объясняет, что иридоциты содержат чередующиеся слои кристаллов гуанина с высоким коэффициентом рефракции и цитоплазмы с низким коэффициентом рефракции. Сжатие и расслабление этих слоев позволяет клеткам настраивать реакцию на свет. В результате, “палитра гуанина не только отражает вредную УФ радиацию, но и поглощает ее, излучая свет большей длины волны, безопасный и полезный для фотосинтеза”.
Это увеличивает количество фотосинтетически активной радиации, доступной симбиотическим водорослям, а также помогает защищать моллюска и водоросли от УФ радиации. Подобное светозащитное воздействие позволяет гигантским моллюскам жить на небольшой глубине в тропических водах, где достаточно света для проведения фотосинтеза и где потенциально опасный уровень УФ радиации.
Кроме того, эти результаты, возможно, объясняют цвет мантии гигантских моллюсков. Идея состоит в том, что яркие цвета гигантских моллюсков связаны не с оптическими различиями в тканях, а, скорее, с различиями в распределении или плотности симбионтов относительно плотности иридоцитов у каждого отдельно взятого экземпляра. “Это всего лишь гипотеза”, – объясняет ведущий специалист Сюзан Россбах, - “но это самое разумное объяснение того, почему моллюски разного цвета”. Остается открытым вопрос о том, существуют ли какие-либо функциональные последствия различной окраски моллюсков.
Согласно Россбах, это был проект, возникший из любопытства: исследователям было интересно узнать, обладают ли иридоциты оптическими свойствами, которые могли бы оказаться полезными для технологий фотоники. “Изначально не стояла задача разгадать биологическую загадку, но результаты исследования объяснили многое в этом симбиозе и поставили новые вопросы в сфере биологической фотоники”, - объясняет Сюзан. Эти открытия также способствуют новым оптоэлектронным областям применения, основанным на иридоцитах, хотя результаты еще не были опубликованы. [KAUST]
Специальные клетки гигантских моллюсков изменяют длину волны света, чтобы защитить моллюсков от УФ радиации и усилить фотосинтетическую активность симбионтов, - таковы результаты исследования KAUST.
Вариации окраски мантии у Tridacninae, в данном случае на примере Tridacna maxima. Экземпляры в верхнем ряду
Команда исследователей Научно-исследовательского центра Красного моря и Photonics Laboratory раскрыли еще один способ, при помощи которого иридоциты способствуют фотосинтезу симбионтов. Ученые изучили морфологию и оптические характеристики иридоцитов гигантских моллюсков Tridacna maxima и обнаружили, что они поглощают УФ радиацию и переизлучают ее в виде света с большей длиной волны, т.е. фотосинтетически полезного света.
Схема 2. Поверхностная структура мантии T. maxima, исследованная при помощи электроскопа.
Схема 3. (A) Блочное SEM изображение поперечного разреза тканей мантии T. maxima, от поверхности до примерно 400 нм в глубину ткани.
Поперечный разрез тканей мантии Tridacna maxima демонстрирует симбиотические водоросли (зеленые стрелки) и, в непосредственной близости, клетки иридоцитов (синие стрелки).
Рэм Чандра Субеди, один из авторов исследования, объясняет, что иридоциты содержат чередующиеся слои кристаллов гуанина с высоким коэффициентом рефракции и цитоплазмы с низким коэффициентом рефракции. Сжатие и расслабление этих слоев позволяет клеткам настраивать реакцию на свет. В результате, “палитра гуанина не только отражает вредную УФ радиацию, но и поглощает ее, излучая свет большей длины волны, безопасный и полезный для фотосинтеза”.
Это увеличивает количество фотосинтетически активной радиации, доступной симбиотическим водорослям, а также помогает защищать моллюска и водоросли от УФ радиации. Подобное светозащитное воздействие позволяет гигантским моллюскам жить на небольшой глубине в тропических водах, где достаточно света для проведения фотосинтеза и где потенциально опасный уровень УФ радиации.
Исследователи изучают моллюсков в рамках предыдущего эксперимента о поглощении пластика моллюсками.
Кроме того, эти результаты, возможно, объясняют цвет мантии гигантских моллюсков. Идея состоит в том, что яркие цвета гигантских моллюсков связаны не с оптическими различиями в тканях, а, скорее, с различиями в распределении или плотности симбионтов относительно плотности иридоцитов у каждого отдельно взятого экземпляра. “Это всего лишь гипотеза”, – объясняет ведущий специалист Сюзан Россбах, - “но это самое разумное объяснение того, почему моллюски разного цвета”. Остается открытым вопрос о том, существуют ли какие-либо функциональные последствия различной окраски моллюсков.
Согласно Россбах, это был проект, возникший из любопытства: исследователям было интересно узнать, обладают ли иридоциты оптическими свойствами, которые могли бы оказаться полезными для технологий фотоники. “Изначально не стояла задача разгадать биологическую загадку, но результаты исследования объяснили многое в этом симбиозе и поставили новые вопросы в сфере биологической фотоники”, - объясняет Сюзан. Эти открытия также способствуют новым оптоэлектронным областям применения, основанным на иридоцитах, хотя результаты еще не были опубликованы. [KAUST]
Первоисточник: reefbuilders.com
Переведено специально для ReefCentral.ru
Если вы увидели этот материал на другом сайте - значит, он был украден. Просим сообщать о замеченных фактах на info@reefcentral.ru
