Herzmuscheln und Riesenmuscheln sind beides marine Weichtiere, die in Symbiose mit Algen im Innern ihrer Schale leben. Die Algen betreiben Photosynthese und versorgen die Muscheln so mit Nährstoffen. Im Gegenzug versorgt die Muschel die Alge mit Sonnenlicht. Die Riesenmuscheln öffnen dafür zeitweise ihre klappbare lichtundurchlässige Schale. Dabei fällt jedoch nicht nur nützliches Licht in die Muschel, sondern auch schädliche ultraviolette Sonnenstrahlung. Um diese abzublocken, besitzen die Riesenmuscheln spezielle Zellen, die einen Teil des Lichts reflektieren und UV-Licht absorbieren. Herzmuscheln besitzen solche Schutzzellen hingegen nicht und halten ihre herzförmigen Schalen geschlossen. Wie sie ihre symbiotischen Algen dennoch mit Licht versorgen, war bislang ein Rätsel.
Semi-transparente Fenster lassen einen Teil des Lichts durch
Ein Team um Dakota McCoy von der University of Chicago hat das nun genauer untersucht. Dafür analysierten die Biologen anhand von Schalenfragmenten von Herzmuscheln der Art Corculum cardissa unter dem Mikroskop, wie deren Panzer aufgebaut sind. Zudem maßen sie, wie viel Licht und Licht welcher Wellenlängen durch die sonnenzugewandte Seite ihrer Schalen fällt.
Dabei zeigte sich, dass sich jeweils auf einer Seite der Schalen semi-transparente Fenster befinden, die unterschiedliche Formen haben – von Dreiecken bis Mosaiken. Die Fenster umfassen zusammen etwa die halbe Schalenfläche und bestehen wie der Rest der Schale auch aus Aragonit, einer kristallinen Form von Kalziumkarbonat. In den Fensterbereichen bildet das Aragonit jedoch spezielle faserartige Prismen, deren dünne, lange Kristallfasern senkrecht zur Oberfläche ausgerichtet sind. Diese leiten einen Teil des Lichts ins Innere. In den übrigen Bereichen der Schale verlaufen die Kristalle hingegen kreuz und quer, parallel zur Oberfläche und sind daher nahezu lichtundurchlässig. Wenn Licht über die Fensterfasern ins Schaleninnere dringt, projizieren diese das Licht zudem auf winzige beulenförmige Linsen auf der Innenseite der Fenster. Diese ebenfalls aus Aragonit bestehenden Mikrolinsen kondensieren das Licht und filtern es nach Wellenlängen.
