I cuori di cuore creano attraverso il loro guscio una ‘fibra ottica’ che ne illumina l’interno | Scienza

In natura esiste la predazione, in cui uno mangia l’altro. Anche parassitismo, in cui qualcuno se ne approfitta. Ci sono casi di simbiosi in cui vincono entrambi, come nel caso del rapporto tra api e fiori. E poi c’è quello che fanno le vongole del cuore (Corcolo cardissa) con i loro partner, il Simbiodinio dei cuori. Attraverso anni di evoluzione, il mollusco è riuscito a far passare la luce attraverso il suo guscio, permettendo a questa microalga di effettuare la fotosintesi. Vive così sotto il guscio nutrendosi della tellina, che non ha bisogno di aprirsi, evitando così di esporre entrambe ai predatori. La sofisticazione è tale che un nuovo studio ha scoperto che nel guscio ci sono una sorta di finestre verso l’esterno dove fasci di fibre ottiche naturali lasciano entrare la luce che attiva il processo fotosintetico, ma blocca le radiazioni ultraviolette, che potrebbero nuocere sia all’uomo che all’uomo. l’altro. Gli autori della scoperta affermano che non esiste nulla di simile nel mondo naturale.

Las San Corculorum (non è stato loro ancora assegnato un nome comune) sono i protisti, uno strano regno dell’albero della vita in cui i suoi membri hanno cellule dotate di nucleo, ma non sono animali, né piante, né funghi. Si stima che la metà di essi effettui la fotosintesi, convertendo la luce solare in energia chimica, così come fanno le piante o i cianobatteri (uno dei primi esseri viventi sulla terra). Molte di queste microalghe sono state associate a coralli e spugne, in una sorta di fotosintesi indiretta. Lo hanno fatto anche con alcuni molluschi, intrufolandosi sotto il guscio. Ma in questi casi, come accade con la vongola gigante, il bivalve deve aprirsi ed esporre il suo interno alla luce del sole… e ad eventuali predatori che si trovano a passare. Da qui la particolarità di C.cardissa. Tutte le vongole hanno una conchiglia che ricorda quella di un cuore. Ma questi, tipici dei fondali sabbiosi delle acque basse del Pacifico e dell’Oceano Indiano, visti dall’alto, hanno quella forma idealizzata del muscolo cardiaco. È attraverso i loro lati che lasciano passare la luce.

“I gusci delle vongole cardiache sono fatti di aragonite e hanno piccole dimensioni finestre nel suo guscio, il resto è opaco, il che permette alla luce di raggiungere le alghe simbiotiche”, afferma la ricercatrice dell’Università di Stanford (Stati Uniti) e coautrice dello studio, Jennifer Dionne. L’aragonite è una forma cristallina di carbonato di calcio e conferisce durezza all’esterno dei bivalvi. La cosa interessante nel caso di questa specie è che le sue due valvole non sono le stesse. Quella rivolta verso la sabbia è a cupola e presenta a malapena quelle regioni più traslucide che Dionne chiama finestre. Ma quello in alto, quello rivolto al cielo, è piatto e accumula queste zone più chiare. L’incidenza dei raggi è più efficace su una superficie piana che su una curva. Negli esperimenti condotti con le conchiglie, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Comunicazioni sulla naturahanno osservato come il guscio in alto lascia passare fino al 62% della radiazione che attiva la fotosintesi (che corrisponde quasi alla porzione dello spettro della luce visibile), mentre il guscio a contatto con il fondo rimbalza fino al 96% .di quella stessa luce.

Questo cuore ha uno scudo protettivo specializzato: “È interessante notare che il lato del cuore rivolto verso il sole filtra la radiazione ultravioletta in misura significativamente maggiore rispetto al lato rivolto verso la sabbia”, sottolinea Dionne. I raggi UV possono danneggiare il DNA sia del mollusco che delle alghe. Inoltre, questa difesa agirebbe come protezione adattiva per evitare lo sbiancamento (sbiancamentonella terminologia inglese) che sta uccidendo i coralli. “Poiché entrambi i lati sono costituiti dallo stesso materiale, questa proprietà di filtraggio dei raggi ultravioletti deriva dalla microstruttura del guscio”, aggiunge il ricercatore. Ed ecco una delle scoperte di più vasta portata di questa ricerca: che la microstruttura “include fasci simili a fibre ottiche e lenti condensatrici che concentrano la luce solare utile sui simbionti”, spiega dettagliatamente.

Come nel caso delle fibre ottiche che supportano Internet e connettono gli esseri umani, questa configurazione all’esterno delle finestre nei gusci consente di scomporre la luce, il che aiuterebbe a scartare la parte dannosa dello spettro. All’interno, sotto le finestre, questi animali presentano una porzione di carbonato di calcio trasparente e bombata che, vista al microscopio elettronico a scansione, ricorda una lente. Ed è quello che sono. Lenti che condensano la luce e la focalizzano verso l’interno del mantello del mollusco, un materiale denso, dove attendono le microalghe. “È incredibile che questi organismi abbiano sviluppato micro/nanostrutture nei loro gusci per trasmettere la luce visibile, riflettendo e assorbendo la luce ultravioletta, al fine di proteggere i loro simbionti. Per quanto ne sappiamo, i cuori di cuore sono i primi organismi dotati di tali fasci di fibre ottiche”, conclude lo scienziato.

Riguardo all’attualità di questa ricerca, la biologa della Duke University (Stati Uniti) e coautrice del lavoro, Sonke Johnsen, afferma in una e-mail: “In alcuni casi, uno studio è importante perché si tratta di un organismo di grande importanza ecologica importanza; In altri, è perché ci mostra una nuova soluzione a un problema. Questo articolo è uno di quegli ultimi studi. E questa soluzione potrebbe interessare l’industria delle telecomunicazioni e i suoi problemi nell’impacchettare i dati e inviarli sotto forma di fotoni. Da un lato, Jonhsen ricorda che i fasci di fibre dei cardi cardiaci dovrebbero interessarti perché sfruttano le speciali proprietà ottiche dell’aragonite per realizzare cavi autorivestiti: “Tutti i cavi [los artificiales] In genere richiedono una guaina di materiale diverso per garantire che la luce non lasci facilmente la fibra. Queste fibre lo fanno da sole”. E ne sottolinea un altro: “Lo studio rivela anche nuovi modi di produrre filtri basati sulla struttura e non sui prodotti chimici. “La vita funziona con pochi elementi atomici, ma è incredibilmente brava a sviluppare strutture che possono fare un numero sorprendente di cose, soprattutto con la luce”.