Подводное сияние: почему гигантские моллюски так странно светятся
Гигантские моллюски, как и кораллы, являются частью рифовых экосистем и защищают себя и симбиотические водоросли Symbiodiniaceae от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Прежние исследования показали, что во внешнем слое раковин моллюсков есть специальные пигментные клетки — иридоциты, рассеивающие и отражающие свет.
Несколько лет назад ученые из Исследовательского центра Красного моря и Лаборатории фотоники в попытке использовать иридоциты в приложениях биофотоники случайно обнаружили еще один способ манипулирования светом, выгодный и моллюскам, и водорослям. Результаты работы были опубликованы в журнале Frontiers in Marine Science.
Изучив морфологию гигантского моллюска Tridacna, исследователи обнаружили, что иридоциты в его раковине не только рассеивают, но и поглощают ультрафиолетовое излучение, а затем повторно испускают его в виде света с большей длиной волны. Переизлученный свет гораздо эффективнее используется водорослями в процессе фотосинтеза.
Как моллюск «понимает», когда свет нужно отразить, а когда поглотить и переизлучить с большей длиной волны? Исследование показало, что кристаллы гуанина, которые содержатся в иридоцитах, расположены слоями. Кристаллы с высоким показателем преломления чередуются с кристаллами с низким показателем преломления. При движении клетки (иридоцита) слои сжимаются и растягиваются, позволяя клетке то рассеивать, то поглощать свет.
Увеличение доли «полезного» света и снижение вредного ультрафиолета позволяет моллюскам и симбиотическим водорослям жить в неглубоких тропических водоемах, куда поступает много солнечного света.
К странному разноцветному сиянию моллюсков приводят, однако, не оптические различия внешнего слоя раковины. Ученые полагают, что таинственное свечение объясняется распределением водорослей относительно иридоциотов. «Пока это всего лишь гипотеза, — объясняет ведущий автор работы Сюзанна Россбах, — Но это самое разумное объяснение тому, почему моллюски имеют разные цвета».