在心鳥蛤中發現的自然「光纖」為網路創新指明道路
在一項模糊了生物學和技術之間界限的發現中,科學家發現,一種心形蛤蜊使用類似光纖的結構引導陽光穿過它們的外殼,就像電信公司使用光纖將高速互聯網連接到家庭一樣。
這是已知第一個將「光纖」捆綁在生物身上的例子,它有助於解釋心鳥蛤(Corculum cardissa)——一種在印度洋和太平洋淺水中發現的海洋雙殼類動物——如何利用陽光滋養生活在其中的共生藻類,同時保護它們免受有害紫外線的傷害。作為回報,藻類為蛤蜊提供糖和其他必需的營養物質。
研究人員最近在《自然通訊》(Nature Communications)上報告稱,這項發現突顯了一種與人類技術創造力相媲美的進化適應,並為未來生物啟發光學系統的發展提供了潛在的見解。
心鳥蛤的貝殼上佈滿了「窗戶」——一種微小的透明結構,可以讓光線通過。這種獨特的結構利用了文石的特殊性質,文石是碳酸鈣的結晶形式。這些文石晶體排列在微米大小的管道中,就像光纖電纜一樣,以異常精確的方式引導光線,同時過濾掉有害的紫外線輻射,這些紫外線輻射可能會損害蛤蜊的共生藻類或它們自身的脆弱組織。
研究人員進行了顯微鏡實驗,證明心鳥蛤外殼向太陽的一面允許有助於光合作用的光線穿透內部,比有害的、破壞DNA的紫外線多兩倍以上。電腦模擬進一步證明,這種類光纖結構的排列代表了一種進化的權衡,精細地平衡了外殼的機械強度與有效傳輸光的能力。