يحتوي الرخويات على شكل قلب على نوافذ تعمل مثل الألياف الضوئية

طور حيوان رخوي على شكل قلب نوافذ صغيرة تعمل مثل كابلات الألياف الضوئية، وهو أول مثال معروف في الطبيعة.

قواقع القلب (كوركولوم كارديسا) هي الرخويات ذات الصدفتين تشبه إلى حد ما المحار التي لها علاقة تكافلية مع الطحالب الضوئية التي تعيش بداخلها. تتمتع الطحالب بمنزل آمن، وتحصل على الضوء للقيام بعملية التمثيل الضوئي وتوفير العناصر الغذائية لمضيفيها.

على عكس ذوات الصدفتين الأخرى، لا تفتح القواقع القلبية صدفتها للأعلى على نطاق واسع، ومع ذلك فهي بطريقة ما توجه الضوء إلى داخلها حتى أثناء بقائها مغلقة.

الآن، وجدت داكوتا مكوي من جامعة شيكاغو وزملاؤها أن هناك هياكل كريستالية شفافة من كربونات الكالسيوم في أصداف القلب التي تعمل مثل حزم الألياف الضوئية، مما يسمح للضوء بالداخل بإغراق الطحالب. يقول مكوي: “إذا لم تكن مضطرًا إلى الفتح، وكان بإمكانك فقط الحصول على نافذة شفافة، فهذه طريقة آمنة جدًا لتعريض الطحالب للإشعاع”.

قام الباحثون بفحص أجزاء من قشور القلب المختلفة والهياكل الشفافة بداخلها، بالإضافة إلى شدة ولون الضوء الذي يمر عبرها. ووجدوا أن النوافذ مصنوعة من ألياف طويلة ورفيعة من معدن يسمى الأراغونيت – وهو شكل من أشكال كربونات الكالسيوم – والذي يسمح بمرور ضعف كمية الضوء المفيد في عملية التمثيل الضوئي مقارنة بالأشعة فوق البنفسجية الضارة. “نحن نضع واقي الشمس لأن الأشعة فوق البنفسجية تسبب الطفرات والسرطان. يقول مكوي: “إن قواقع القلب تستخدم هذه النوافذ كواقي من الشمس”.

في حين أن خيوط الأراغونيت تبدو مشابهة للألياف الضوئية المصنعة، إلا أنها تفتقر إلى غلاف عازل واقٍ، يسمى الكسوة، ومع ذلك فهي تنقل الضوء بنفس الفعالية. يمكن أن يكون هذا بمثابة مصدر إلهام لكابلات الألياف الضوئية الخالية من الكسوة، والتي سيكون تصنيعها أرخص.

يقول مكوي إن الخصائص الطبيعية للأصداف المقاومة للأشعة فوق البنفسجية يمكن استخدامها أيضًا للمساعدة في حماية الشعاب المرجانية، التي تستضيف، مثل القواقع، طحالب التمثيل الضوئي بداخلها، ولكنها أكثر عرضة للضغوط البيئية مثل الضوء والحرارة.