Les bénitiers géants brillants peuvent inspirer une nouvelle technologie solaire

Des nuances brillantes de bleu et d’aqua recouvrent les lèvres irisées des bénitiers géants, mais ces cellules brillantes ne sont pas seulement pour le spectacle, selon de nouvelles recherches. L’éclat irisé dirige les rayons du soleil à l’intérieur de la palourde, fournissant de la lumière aux algues logées à l’intérieur.

Dans un retour symbiotique, les algues utilisent cette lumière du soleil pour alimenter la photosynthèse, ce qui donne de l’énergie au bénitier. « Cela finit par représenter une grande partie du budget énergétique des palourdes », a déclaré la chercheuse Alison Sweeney, professeure adjointe de physique et d’astronomie à l’Université de Pennsylvanie.

Essentiellement, les mollusques surdimensionnés, qui peuvent mesurer plus de 1,2 mètre de long, ont un système d’énergie solaire naturel caché dans leurs coquilles.

La plupart des cellules irisées – y compris celles qui confèrent un bleu vif au papillon morpho, les couleurs scintillantes des coléoptères et l’éclat des plumes des oiseaux – sont mortes, tout comme les ongles et les cheveux humains. Mais les cellules irisées des calmars et des bénitiers sont vivantes. [Marine Marvels: Spectacular Photos of Sea Creatures]

Alors, les chercheurs se sont demandé : « Que diable fait une palourde géante avec une cellule irisée vivante ? dit Sweeney.

Les palourdes géantes ont une coquille extérieure terne, ainsi qu’une charnière de coquille lestée qui les aide à pointer leurs lèvres vers la lumière du soleil. Peut-être que les cellules iridescentes, appelées iridocytes, jouent une fonction optique, ont expliqué les chercheurs.

L’équipe s’est rendue à Palau, une île à l’est des Philippines dans l’océan Pacifique tropical, pour recueillir des informations sur les bénitiers géants. « Nous avons mis cela dans un modèle informatique sur la façon dont nous pensons que la lumière se propage à travers les palourdes », a déclaré Sweeney. « [But] personne n’y croyait réellement », a-t-elle ajouté, faisant référence à la façon dont la lumière était réfléchie dans les coquilles des palourdes.

Ils sont donc retournés à Palau pour prendre des mesures détaillées de la lumière à l’intérieur des palourdes — , et — à l’aide d’une sonde à fibre optique. Les cellules iridescentes ont reflété une quantité remarquable de lumière dans la palourde, plus que les scientifiques ne l’avaient initialement prévu, a déclaré Sweeney. Le tissu de palourde avec des iridocytes contient environ cinq fois plus de particules de lumière, appelées photons, profondément à l’intérieur du tissu que le tissu de palourde sans iridocytes, ont-ils découvert.

« Nous sommes très enthousiasmés par notre découverte surprenante », a déclaré le chercheur de l’étude Dan Morse, professeur de sciences et d’ingénierie biomoléculaires et directeur du Marine Biotechnology Center de l’Université de Californie à Santa Barbara.

« Les cellules brillamment réfléchissantes de la palourde géante redirigent en fait les photons de la lumière du soleil plus profondément dans le tissu de la palourde, éclairant doucement et uniformément des millions d’algues symbiotiques qui y vivent, afin qu’elles puissent fournir des nutriments à leur animal hôte par photosynthèse », a écrit Morse dans un e-mail. à la science vivante.

La configuration des algues est également efficace, ont découvert les chercheurs. Si les algues étaient réparties horizontalement sur les tissus de la palourde, seules les couches supérieures d’algues obtiendraient de la lumière. Le bénitier géant, cependant, n’a pas cet obstacle. Au lieu de cela, les algues sont empilées dans des colonnes verticales qui permettent aux cellules réfléchissantes de faire briller la lumière le long des côtés des colonnes – pas seulement les algues sur le dessus.

La lumière réfléchie est également moins intense que la lumière directe du soleil, de sorte que les algues ne soient pas frites, a déclaré Sweeney.

L’étude est « très intéressante », a déclaré Euichi Hirose, professeur de biologie des invertébrés à l’Université des Ryukyus au Japon, à Live Science dans un e-mail.

« Maintenant, nous savons que le manteau du bénitier géant a une fonction plus sophistiquée que prévu », a déclaré Hirose, qui n’a pas participé à l’étude actuelle. « Le manteau coloré reflète la lumière inutile pour la photosynthèse (vert et jaune) et diffuse la lumière utile (rouge et bleu) vers l’avant et latéralement dans les tissus profonds. »

L’éclat coloré et scintillant des bénitiers géants pourrait un jour inspirer de nouvelles formes de technologies propres, ont déclaré les chercheurs. Par exemple, les cellules solaires traditionnelles fonctionnent bien en plein soleil, mais pas lorsqu’elles deviennent trop chaudes. Avec la conception de la palourde, un éclat réfléchissant pourrait aider les cellules solaires à rester froides même lorsqu’elles sont exposées à la lumière intense du soleil, a déclaré Sweeney.

L’étude a été publiée hier (30 septembre) dans le Journal de l’interface de la société royale.