Zuntz optikoz hornitutako berberetxoak
Landareek eta beste organismo fotosintetiko batzuek CO2-a finkatzen eta karbohidratoak ekoizten dituzte. Animaliok ezin dugu fotosintesirik egin eta eguzki argiaren energiarik zuzenean aprobetxatu. Hala ere, animalia batzuek sinbiosi harremanak dituzte organismo zelulabakar fotosintetikoekin. Organismo horiek zooxantelak dira, eta, oro har, Symbiodinium generoko dinoflagelatuak dira, nahiz eta mota desberdinetako algak izan daitezkeen.
Zooxantelek ostalaritik lortzen dituzte babesa eta elementu inorganikoak, eta trukean, molekula organikoak ematen dizkiete. Fotosinbiosi horren kasu ezagunena koral arrezifeenak dira. Izan ere, koral zuritze deritzon arazo larria koraletan estresa eragiten duten ingurumen aldaketen ondoriozko zooxantelen kanporatzeari zor zaio.
Koralez gain, beste fotosinbiosi kasu batzuk erregistratzen dira belaki, marmoka edo moluskuetan. Ohiz kanpoko kasua da Elysia chlorotica itsas barraskilo esmeralda gasteropodoarena. Kolore berdea dauka algez elikatzen delako, baina kloroplastoak fotosintesia egiten jarraitzen duten digestio dibertikuluetan biltegiratzen ditu.
Molusku lamelibrankioen edo bibalbioen talde batzuk ere zooxantelekin lotuta agertzen dira, baina horietako bitan soilik hitz egin daiteke behartutako sinbiosiaz; horrelakorik gabe, arriskuan egongo litzateke moluskuak bizirik irautea. Bi kasuak kardidoen familiakoak dira. Multzo horretan ditugu tridakna ospetsuak, hau da, txirla erraldoiak. Metro bat neurtzera eta 300 kg pisatzera irits daitezke (1. irudia). Kalkulatzen da beren elikaduraren % 75-90 fotosintesitik datorrela. Zooxanteladun bibalbioen bigarren taldea Fraginae azpifamiliako berberetxoak dira; kardidoen izena bihotz forma izatearen ezaugarriari zor zaio (2. irudia).
Bi kasuetan, zooxantelak larbak eta gazteak hazten diren bitartean ahoratzen dira, eta digestio hodiaren dibertikulu konplexuetan biltegiratzen dira. Arazoa zera da: zooxantelek eguzki argipean egon behar dute, eta hori ez da erraza kusku karedunak dituen animalia batean. Tridakna handiek kuskuak irekita izanez konpontzen dute hori, baita haien mantutik kanpo erakutsiz ere (1. irudia). Hala ere, berberetxo txikiak itxita egoten dira, eta beren maskorren bitartez jasotzen dute argia. Nola liteke?
Dakota McCoy doktorea buru duen Chicago eta Stanford unibertsitateetako azterlan batek erakutsi ditu Corculum cardiss espezieak eguzki argia zooxanteletara eramateko dituen moldaera harrigarriak. Berberetxo txiki hori (3-4 cm) hondarretan erdi lurperatuta egoten da, eta bere kuskuen gune laua kanporantz erakusten du. Gune horretan forma aldakorreko leiho txiki batzuk daude, eta argia igarotzea ahalbidetzen dute (2. irudia). Pentsa daiteke maskorraren eremu mehetuak izan daitezkeela, baina ez da horrela. Izan ere, leiho horiek kuskuaren eremu opakuak baino lodiagoak izan daitezke. Nola uzten dute argia igarotzen?
McCoy eta bere kolaboratzaileen azterlanak erakutsi du leihoak mikrometro bateko diametroa duten aragonitozko kristal (kaltzio karbonatozko forma kristalino bat) oso finen sortez eratuta daudela, benetako zuntz optiko gisa funtzionatzen dutenak (3. irudia). Kontua ez da kristal horiek gardenak direla eta argia pasatzen uzten dutela; aitzitik, kristalean zehar eroaten dute gutxieneko galerekin. Izan ere, zuntzen sorta irudi batean gainjarriz gero, irudia aurkako azaleran proiektatuta agertzen da.
Aragonitozko zuntzen bidezko argiaren transmisioa optimizatuta dago, uhin-luzeen (argi laranja eta gorria) luzeran askoz ere handiagoa eta laburretan (erradiazio ultramorea, zooxanteletarako kaltegarria) askoz ere txikiagoa izateko (4. irudia). Argi gorriak efizientzia fotosintetiko handiagoa eragiten du, argi berdeak ez bezala, azken hori islatu egiten baita. Hain zuzen ere, horregatik dira berdeak landareak.
Leihoek argiarekiko esposizioan dagoen maskorraren azaleraren erdia hartzen dute gutxi gorabehera. Gainerakoa aragonitozko kristalez osatuta dago, elkarren artean gurutzatutako xaflen forman; horrek zuntzetako antolaketak baino sendotasun handiagoa ematen dio maskorrari. Horrenbestez, erresistentzia mekanikoaren eta argiaren transmisioaren arteko konpromisoa dago. Leihoen zati batean, zuntz optikoen sortaren pean, leiar gisa funtzionatzen duen irtengune bat dago, eta argia 1 mm-ko diametroko sorta batean kontzentratzen du; horri esker, ehun bigunetan gehiago sar daiteke (4. irudia).
Zuntzen sortaren parametroek erakutsi dute argia transmititzeko sistema optimoa direla, orientazioari (azalerarekiko perpendikularra), diametroari (1 mm), bai eta aukeratutako ardatz optikoari dagokionez ere. Aragonitoa mineral optikoki anisotropoa da. Hau da, haren errefrakzio indizea bestelakoa da hiru ardatz espazialetan. Aragonitozko zuntzak errefrakzio indize handieneko ardatzaren arabera orientatuta daude, eta orientazio hori efizientzia optiko gorenarekin bat dator. Ordenagailuarekin egindako simulazioen arabera, beste edozein antolaerak argi gutxiago transmititzea ekarriko luke.
Artikuluaren egileen arabera, hori da izaki bizidunengan aurkitutako zuntz optikoen sorten lehenengo kasua. Belakien espikula batzuek bakarrik dituzte antzeko propietate optikoak, nahiz eta zalantzazkoa den argiaren transmisioarekin lotutako erabilgarritasunik duten. Bestalde, fotosintesiari aplikatutako leiarren beste kasu bat bakarrik ezagutzen da: landare angioespermoen zelula epidermiko jakin batzuk. Ondorioz, Corculum cardissa espezieak bere fotosinbionteei argia hornitzeko dituen moldaerak benetan ezohikoak dira.
Erreferentzia bibliografikoak:
McCoy, Dakora E.; Burns, Dale H.; Klopfer, Elissa; Herndon, Liam K.; Ogunlade, Babatunde; Dionne, Jennifer A.; Johnsen, Sönke (2024). Heart cockle shells transmit sunlight to photosymbiotic algae using bundled fiber optic cables and condensing lenses. Nat Commun, 15, 9445. DOI: 10.1038/s41467-024-53110-x
Egileaz:
Ramón Muñoz-Chápuli Oriol Animalien Biologiako Katedraduna (erretiratua) da Malagako Unibertsitatean.
Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2025eko otsailaren 210ean: “Berberechos equipados con fibra óptica“.
Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.