updated 2:26 PM CET, Dec 1, 2016

Almejas gigantes podrían inspirar nueva tecnología de energía solar

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labios brillantes de una almeja gigante

Los brillantes labios de sus conchas reflejan la luz del sol hacia el interior

Brillantes tonos iridiscentes de azul y aqua adornan los labios de las conchas de algunas almejas gigantes, pero estas células brillantes no son sólo un adorno, según una reciente investigación. El brillo iridiscente dirige los rayos de luz solar al interior de la almeja y proporciona luz para las algas alojadas en el interior.

En un retorno simbiótico, las algas utilizan la luz del sol para iniciar la fotosíntesis que, como resultado, le da la energía a la almeja gigante. "Termina siendo una gran parte del presupuesto de energía de las almejas", dijo el investigador del estudio Alison Sweeney, profesor asistente de física y astronomía en la Universidad de Pennsylvania.

En esencia, los moluscos de gran tamaño, que pueden medir más de 4 pies (1,2 metros) de largo, tienen un sistema de energía solar natural escondido en sus conchas.

Hay células iridiscentes que están muertas - incluidas las que despiden un vivaz azul de la mariposa morpho, los colores brillantes de los escarabajos y el brillo de las plumas de las aves -, al igual que las uñas y el cabello humano. Pero las células iridiscentes de calamares y almejas gigantes están vivas.

Así, los investigadores se preguntaron, "¿Qué diablos está haciendo una almeja gigante con una célula iridiscente viva?", dijo Sweeney.

Las almejas gigantes tienen una cáscara externa opaca, una pesada concha en bisagra, lo que ayuda a que sus labios señalen hacia arriba hacia la luz del sol. Tal vez las células iridiscentes, llamados iridocitos, desempeñen una función óptica, razonaron los investigadores.

El equipo viajó a Palau, una isla al este de las Filipinas en el Océano Pacífico tropical, para recopilar información sobre las almejas gigantes. "Pusimos esto en un modelo de computadora acerca de cómo pensamos que se propaga la luz a través de las almejas", dijo Sweeney. "Pero en realidad nadie lo creía", añadió, en referencia a cómo se refleja de nuevo la luz en las conchas de las almejas.

iridocitos en almejas gigantes

Así, volvieron a Palau para realizar mediciones detalladas de la luz dentro de las almejas - Tridacna derasa, T. maxima y T. crocea - con la ayuda de una sonda de fibra óptica. Las células iridiscentes reflejaron una notable cantidad de luz en la almeja, más de la que los científicos habían previsto inicialmente, dijo Sweeney. El tejido de una almeja con iridocitos tiene en su interior cerca de cinco veces más partículas de luz, llamadas fotones, que el tejido de una almeja sin iridocitos, encontraron.

"Estamos muy emocionados por nuestro sorprendente descubrimiento", dijo el investigador del estudio Dan Morse, profesor de ciencia e ingeniería biomolecular, y director del Centro de Biotecnología Marina de la Universidad de California, Santa Barbara.

"Las células brillantemente reflectantes de la almeja gigante en realidad redirigen los fotones de la luz solar más profundo en el tejido de la almeja, suave y uniformemente, iluminando a millones de algas simbióticas que viven allí, para que puedan proporcionar nutrientes a su huésped animal mediante la fotosíntesis", escribió Morse.

La configuración de las algas también es eficiente, encontraron los investigadores. Si las algas se extienden horizontalmente a través del tejido de la almeja, sólo las capas superiores de algas obtendrían luz. La almeja gigante, sin embargo, no tiene este obstáculo. En cambio, las algas se apilan en columnas verticales que permiten a las células reflectantes brillar la luz a lo largo de los lados de las columnas - no sólo en las algas de la parte superior.

algas e iridocitos en almejas gigantes

La luz reflejada también es menos intensa que la luz solar directa, por lo que las algas no reciben quemaduras, dijo Sweeney.

El estudio es "muy interesante", dijo Euichi Hirose, profesor de biología de invertebrados en la Universidad de las islas Ryukyu, en Japón.

"Ahora, sabemos que el manto de la almeja gigante tiene una función más sofisticada de lo que esperábamos", dijo Hirose, que no participó en el actual estudio. "El manto de colores que reflejan la luz inútil para la fotosíntesis (verde y amarillo) y dispersa en los tejidos profundos la luz útil (rojo y azul) hacia delante y lateralmente".

Los colores brillantes y las almejas gigantes algún día inspirarán nuevas formas de tecnología limpia, dijeron los investigadores. Por ejemplo, las células solares tradicionales funcionan bien en la luz solar directa, pero no cuando se calientan demasiado. Con el diseño de la almeja, un brillo reflectante podría ayudar a las células solares a mantenerse frescas, incluso cuando están expuestas a una intensa luz solar, dijo Sweeney.

El estudio fue publicado el 30 de septiembre en el Journal of the Royal Society Interface: Photosymbiotic giant clams are transformers of solar flux