Einzellige Algen haben im Laufe der Evolution einen cleveren Schutzschild entwickelt, der kurzwelliges ultraviolettes Licht streut und die Algen somit vor energiereichen Photonen schützt. Längerwelliges Licht hingegen durchdringt den Schild, so dass die lebenswichtige Photosynthese stattfinden kann. Mexikanische Wissenschaftler haben nun mithilfe von Computersimulationen die Funktionsweise eines derartigen Schilds entschlüsselt.
Rafael Quintero-Torres und seine Kollegen von der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko untersuchten in ihrer Studie die Hülle einer unter dem Namen Coccolithophoren bekannten Gruppe von Algen. Sie besteht aus zwei Schichten aus Kalzitkristallen, die nur Bruchteile eines Millimeters dick sind. Untersuchungen mittels eines Elektronenmikroskops ergaben, dass die Kristalle der unteren Schicht in Form einer dichtgepackten, hexagonalen Anordnung eine Art Bienenwabe bilden. Die Kristalle der oberen Schicht hingegen ordnen sich in einer weniger dichten Struktur in Form von Dreiecken an.
Mithilfe ihrer Computersimulationen konnten die Forscher nun herausfinden, auf welche Art und Weise die Schichtanordnung Licht unterschiedlicher Wellenlängen streut. Dabei stellte sich heraus, dass das Reflexionsvermögen für Wellenlängen unterhalb von 400 Nanometern drastisch ansteigt, während längerwelliges Licht nur wenig abgelenkt wird.
Die Alge kann sich somit vor den energiereichen Photonen des ultravioletten Licht schützen und dennoch Energie durch Photosynthese gewinnen, so Quintero-Torres. Die Forscher wollen nun herausfinden, ob dieser natürliche Schutzschild vielleicht auch für technische Anwendungen kopiert werden könnte.
Physical Review E, Bd. 74, Artikel 032901 Stefan Maier
