Тридакна и революция в сфере возобновляемой энергетики

А вот вы знаете, как эта Гигантская тридакна может стать причиной революции в сфере возобновляемой энергетики? А ведь это самый большой моллюск в мире! Сейчас мы все узнаем, но для начала давайте познакомимся с нашим «главным героем» обсуждения.

Один из самых красивых двустворчатых моллюсков тридакна обитает в тропических водах на глубине до 150 метров. Мировую известность этот моллюск завоевал благодаря своим колоссальным размерам. Отдельные особи достигают длины до 2 метров и веса до 300 кг. С тридакной связано множество мифов и легенд. Ныряльщики любят рассказывать страшные истории о том, как моллюск утащил под воду человека, схватив его за ногу или руку. Но считается, что все эти истории сильно приукрашены, так как створки тридакны довольно легко разжать, а самого моллюска несложно отделить от поверхности.

Фото 2.

Рекордсменом по весу среди гигантских тридакн является экземпляр, найденный на побережье о. Исигаки (Япония) в 1956 году. Вес раковины при длине в 115 сантиметров составлял около 340 килограммов, из которых 330 килограммов принадлежали только раковине.

Этих гигантов можно повстречать в водах Тихого и Индийского океанов среди коралловых рифов. Они прекрасно себя чувствуют как на мелководье, где чаще всего и встречаются, так и на глубине не более 100 метров.

Раньше ныряльщики старались обходить этих гигантских моллюсков стороной, ибо они свято верили, что те способны погубить человека, захватив своими мощными створками его руку или ногу. Отсюда эти моллюски получили еще одно свое негласное название – «ловушка смерти».

Фото 3.

Так что же из себя представляет этот чудо-моллюск? Во-первых, это огромных размеров раковина, состоящая из двух створок, а во-вторых, внутри раковины располагается мантия, покрытая железистым слоем.

Как и большинство брюхоногих моллюсков, тридакна гермафродит. При размножении моллюск выбрасывает в воду сперматозоиды и яйцеклетки. Оплодотворенные яйцеклетки свободно перемещаются в воде около 2 недель. Затем они оседают на твердую поверхность и развиваются в моллюсков размером всего 0,2 миллиметра. У крохотной тридакны мощная и сильная нога, при помощи которой моллюск передвигается в поисках подходящего места для долгой жизни, продолжительность которой составляет до 300 лет.

Днем тридакна широко раскрывает свои створки, выставляя напоказ необычайной красоты складки своего тела. Благодаря оригинальной, яркой окраске эти моллюски похожи на сказочные подводные цветы.

Своеобразен способ питания этого беспозвоночного. В тканях тридакны селятся зооксантелы – водоросли, способные выживать только в симбиозе с животными. Моллюск питается продуктами фотосинтеза этих водорослей, а так же самими водорослями, если их становится слишком много. Есть у тридакны и обычная для моллюсков система пищеварения, с помощью которой они могут фильтровать морскую воду, питаясь планктоном.

Фото 4.

Тело тридакны имеет вводные и выводные сифоны, образованные складками мантии. Благодаря им моллюск беспрерывно фильтрует через себя воду, в которой содержатся множество минеральных частиц и мельчайшие кусочки прочей пищи. Помимо этого моллюск питается одноклеточными водорослями, живущими в толстых складках мантии.Процеженная масса поступает в рот, а оттуда в пищевод и желудок. Дальше переваренные вещества поступают в переднюю кишку, которая плавно переходит в заднюю и через анальное отверстие все отходы попадают обратно в мантийную полость, откуда при помощи многочисленных ресничек выталкиваются наружу вместе с водой. Постоянная фильтрация воды обеспечивает моллюска не только пропитанием, но и кислородом.

Мантия гигантской тридакны может быть самых разнообразных цветов – коричневой, зеленой, бирюзовой, синей, голубой, желтой и т.д. Все эти цвета создают все те же одноклеточные водоросли (зооксантеллы), обитающие в мантии моллюска.

Раковины  же в большинстве случаев не отличаются многообразием красок — практически все они покрыты толстым слоем мелких водорослей и частичками грунта.

Фото 5.

Еще одной особенностью тридакн является их расположение в грунте. В отличие от большинства других двустворчатых моллюсков они лежат на грунте брюшной стороной вверх, а не спинной, как другие. Это в результате привело к иному расположению внутренних органов. Также часто можно видеть, что они располагаются практически вертикально, створкой наверх.

Если у других биссус (прочные белковые нити, выделяемые моллюском для прикрепления к твердым поверхностям) располагают у брюшной стенки, то у тридакны этот орган перевернулся на 180 ° и располагается  около спинной части.

Эти гиганты — гермафродиты, но они могут размножаются и при помощи перекрестного оплодотворения, поэтому, чем выше популяция, тем больше шансов на появление в будущем многочисленного потомства.

Фото 6.

После оплодотворения из яиц образуются велигеры – мельчайшие планктонные личинки, которые вместе с планктоном в течение 1-2 недель бороздят океанские просторы. Немного подрастя, они оседают на дно и приступают к поиску места для будущего дома. Найдя подходящий субстрат, молодые тридакны прикрепляются в нему при помощи биссусных нитей. С возрастом эти нити отмирают, и уже взрослые экземпляры спокойно лежат себе на дне, удерживаемые на месте собственным весом.

Иногда их добывают ради жемчужин. Попадаются поистине выдающиеся экземпляры – история сохранила сведения о жемчужине весом в 7 килограммов, длиною в 23 см, шириною в 14, а длиною в 15. Форма ее была не круглой, а напоминала голову человека в чалме.

Фото 7.

Но как бы ни была опасна тридакна, местные жители научились использовать ее в своих интересах. Начнем с того, что гигантских моллюсков банально едят. Зачастую охотники даже не вынимают раковину на поверхность – они перерезают мускул-замыкатель и вырезают мясо. Но редкие или особенно красивые створки все же поднимают на поверхность.

Ведь их можно выгодно продать туристам либо в диком виде, либо в виде каких-нибудь сувениров. До появления европейцев на Филиппинах аборигены пользовались дисками, выточенными из раковин, в качестве денег. За один диск диаметров в 30 см можно было купить несколько сотен кокосов. Но и выпилить его было непросто – изготовление такого предмета иногда требовало месяца работы.

Эти морские гулливеры – долгожители. Они могут гонять воду своими сифонами и 100, и даже 200-300 лет.

Фото 8.

Повсеместный лов тридакн уже привел к сокращению популяции, остается надеяться на то, что они спасутся в глубинах – этот моллюск может спокойно находиться на глубине до 100 метров. Еще могут спасти вид аквариумисты: мало того, что моллюски эффектно смотрятся в искусственных водоемах, они еще и прекрасно очищают воду. Эдакий живой фильтр.

В последнее время их раковины чаще всего вылавливаются на продажу для туристов. В результате чего популяция этих животных стремительно сокращается. Шансы остаться в живых есть у тех, кто обитает на глубине, а не на мелководье. Еще один способ поддержания их численности – разведение этих двустворчатых моллюсков в искусственных водоемах.

Растут быстро, за первый год вырастают на 10 сантиметров, а затем около 6-8 сантиметров в год.

А теперь давайте вернемся к теме нашего поста.

Как мы уже говорили, представители этого вида могут изменять цвет своей кожи, мимикрируя под окружающий фон благодаря уникальной особенности пигментных клеток, которые покрывают всё их тело.

Вы спросите меня: что тут уникального? Дело в том, что у обычных земноводных, рыб, рептилий, ракообразных и головоногих пигментные клетки поглощают одну часть световых волн, а другую часть отражают в виде того или иного цвета.

Совсем по-другому создают цвет хроматофоры (пигметные клетки) гигантсокй тридакны (Tridacna gigas): они образуют наноструктуры, которые сначала замедляют скорость света, а затем рассевают световые волны, при этом создавая оттенки всех цветов радуги.

Исследователи надеются, что разобравшись в том, как устроен внутриклеточный механизм формирования цветового спектра они смогут улучшить эффективность фотоэлектрических преобразователей (солнечных батарей), а также технологию изготовления цветных дисплеев.

Фото 9.

В январе этого года учёные из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (University of California in Santa Barbara) опубликовали исследование,  в котором детально описали, каким образом моллюски создают цветовые оттенки. Например, белый цвет у этих подводных жителей формируется таким же образом, как и в ЖК-матрице: «смешиваются» красные, зеленые и синие «пиксели».

В качестве источника света гигантские моллюски используют солнце, чтобы генерировать цветовую палитру, в то время как большинство цветных дисплеев, которыми мы пользуемся, получают свет от источника, похожего на люминесцентные LED-лампочки.

Если инженерам удастся создать устройство, которое будет работать по принципу хроматофоров, то оно будет использовать солнечный свет, но уж никак не люминесцентные LED-лампочки, чтобы подсвечивать матрицу и генерировать разноцветную гамму.

Фото 10.

Это не только позволит сэкономить электроэнергию, но и сбережёт зрение пользователям таких экранов: просмотр видео на мониторе будет менее утомительным для человеческих глаз.  По словам исследователей, применение такой технологии особенно перспективно в сфере возобновляемой энергетики, а именно для создания более эффективных солнечных батарей.

«Если мы научимся воспроизводить механизм, благодаря которому моллюски маскируются на фоне окружающей их местности, то можно будет создать высокоэффективные солнечные батареи, — говорит автор исследования Амитабх Гошал (Amitabh Ghoshal). – От нынешних полупроводниковых фотоэлементов они будут отличаться куда меньшим весом и габаритами, что обеспечит большую компактность».

Фото 11.

Фото 12.