광섬유 같은 껍데기로 광합성 조류를 키우는 새조개

(Heart cockle shells in natural light (top row) and illuminated from within to show the transparent shell windows, which vary from little triangles to stripes to mosaics. Credit: Dakota McCoy)

(Photographs of heart cockles. Credit: Dakota McCoy)

(The heart cockle shells project images through the transparent aragonite windows; here, they project ruler lines. Credit: Dakota McCoy)

기본적으로 식물은 광합성에서 에너지를 얻고 동물은 다른 생물을 먹어서 에너지를 얻습니다. 하지만 항상 예외는 있습니다. 기생 식물은 다른 식물에 기생해 에너지를 얻고 산호 같은 일부 동물은 공생 광합성 조류 (algae)에서 에너지를 얻습니다.

산호처럼 잘 알려진 경우는 아니지만, 일부 조개도 광합성 조류에서 에너지릉 얻습니다. 새조개의 일종인 심장 새조개 (heart cockle)도 그중 하나입니다.

시카고 대학, 스탠퍼드 대학, 듀크 대학의 연구팀은 심장 새조개가 공생 조류를 지닌 대다수의 이매패류들과 달리 껍데기를 닫은 상태에서도 광합성을 할 수 있다는 사실을 알아냈습니다.

조개류 내에 공생하는 조류는 단단한 껍데기 안에서 안전하게 지낼 수 있지만, 조개가 입을 벌리지 않는 이상 광합성을 할 수 없다는 문제점이 있습니다. 따라서 일부 공생 조류를 지니고 있어도 대다수 조개들은 공생 조류가 주요 에너지원이 되기 어렵습니다.

하지만 심장 새조개는 심장처럼 생긴 껍데기에 빛을 통과시키는 특별한 장치를 지니고 있습니다. 바로 껍데기를 이루는 탄산 칼슘 일부가 아라고나이트 (Aragonite)라는 반투명한 탄산 칼슘 결정이 되어 빛를 통과시키는 것입니다.

연구팀에 따르면 이 아라고나이트 결정은 그냥 빛을 통과시키는 것이 아니라 빛이 통과하는 껍데기의 창에서 해로운 자외선은 막아주고 두 배나 많은 빛이 통과하도록 모아주는 역할을 담당합니다.

덕분에 심장 새조개는 껍데기를 닫은 상태에서도 광합성에 필요한 빛을 충분히 통과시켜 공생 조류에서 많은 에너지를 얻을 수 있습니다. 빛을 모으고 통과시키는 자연의 광섬유인 셈입니다.

이것도 놀라운 일이지만, 빛을 통과시켰을 때 빛나는 껍데기의 모양 역시 놀랍습니다. (사진 참조) 마치 진주처럼 생물이 만든 보석 같다는 생각입니다.

참고

https://phys.org/news/2024-11-heart-cockles-windows-shells-symbiotic.html

Dakota E. McCoy et al, Heart cockle shells transmit sunlight to photosymbiotic algae using bundled fiber optic cables and condensing lenses, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-53110-x

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