在菲律宾以东的岛链帕劳的热带珊瑚礁中，乍一看，似乎是普通的（尽管巨大）浅水蛤蜊，属于砗磲属。但是，窥视一下它们四英尺长的贝壳之间波浪起伏的内脏，就会发现闪闪发光的蓝色肉体——其中寄宿着新的研究表明是有史以来最高效的太阳能电池板，科学家们从未发现过。
耶鲁大学生物物理学家和新研究的合著者艾莉森·斯威尼说：“没有人能解释为什么蛤蜊是虹彩的，这一事实真的让我困扰。”在先前对这种独特闪光的调查中，斯威尼和她的同事确定，尽管具有令人印象深刻的虹彩，但这些动物肉质的地幔仅反射大约 5% 的照射到它们身上的明亮阳光。
其余的入射光被吸收，其中大部分被引导到蛤蜊在其体内培育作为食物来源的光合藻类。吸收大约 95% 的入射光是光合作用的极其强大的基础；例如，亚马逊等陆地森林吸收的光较少，从一开始就降低了它们的光合作用效率。斯威尼和她的同事还确定，排列在地幔表面的称为虹彩细胞的特殊细胞，包含整齐排列的透明、富含蛋白质的血小板堆叠，这些血小板在将光线向蛤蜊内部深处推进的同时扩散光线。
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在PRX Energy上发表的研究中，斯威尼和她的团队研究了蛤蜊共生藻类的排列方式，这些藻类定居在从消化系统向上延伸的微小改良管子中。蛤蜊的藻类形成独特的有序模式，排列成从每个虹彩细胞向下延伸到肉中的细长柱状。“蛤蜊基本上像种植农田一样种植它们，”斯威尼说。（藻类也通过粪便颗粒在蛤蜊之间传播。）
斯威尼的团队对该系统进行了建模，并计算出其在光合作用第一步（叶绿素吸收单个光子）的理论效率为 43%——是目前大多数太阳能电池板效率的两倍多，是热带树叶效率的三倍。然而，先前对野生环境中这些蛤蜊的测量表明，它们的可比效率甚至更高，超过 60%。在新研究中，研究人员通过考虑蛤蜊行为的一个怪癖来解决了这种差异：有证据表明，蛤蜊可能会在一天中膨胀和收缩它们的地幔。科学家们确定，这可能让蛤蜊进一步优化它们的阳光照射，使它们能够达到 67% 的建模效率。
出于好奇，研究人员随后寻找了其他几乎不反射光线的光合作用系统的例子，并发现自己在研究古老的云杉林的卫星照片。斯威尼说，这些图像强烈地让她想起了蛤蜊组织的微观视图。“如果你不知道你正在观看的图像的比例，就会有一种直接的、发自内心的、惊人的相似之处，”她说。就像蛤蜊的虹彩细胞将光线向内散射到藻类一样，这些森林的云雾将光线向下散射到每棵树上，每棵树都像一堆藻类。
斯威尼希望这项工作能够为藻类生物反应器的设计提供信息，这只是进化对单个问题的创造性方法如何为应对技术挑战提供灵感的一个例子。
马萨诸塞理工学院的物理化学家加布里埃拉·施劳-科恩说：“对生物系统的基础研究为我们提供了新的想法和新策略，这些想法和新策略可以应用于意想不到的领域。”她没有参与这项新研究。“鉴于能源危机的规模，我们需要我们能够获得的所有策略。”
斯威尼说，这意味着要探索远离家乡的自然世界，她在美国中西部长大。“我对光合作用的理解来自落叶林和玉米田——结果证明它们在这方面真的很差，”她说。“这种卑微的双壳贝类实际上是寻找智能解决方案的正确地方。”