Myytti korallit, jotka vaativat rajatonta valon määrää
Dana Riddle
Minulla oli ilo elää Big Island Havaijilla lähes kaksi vuosikymmentä ja otti kaikki mahdollisuudet opiskella luonnollista riuttoja siellä (ks. Kuva 1.) Yksi projekteistani koski valokuvan määrittämistä fotosynteettisten korallien avulla (huomaa: tarvitaan vastaan siedetty.)
Kuva 1. Tämä matala vuorovesi-allas, vain tuumaa syvälle, sisältää kauniita hawaialaisia koralleja. Kokeita tehtiin tässä löydetyistä eläimistä.
Tuolloin Havaijin osavaltion pyytämät luvat olivat suhteellisen helppoja, ja kun nämä olivat käsillä, hanke voisi edetä. Fotosynteesin määrittäminen vaatii kaikki märkälaboratoriossa normaalisti löydetyt laitteet sekä erikoistuneet instrumentit.
Ensimmäinen näistä on kvantti (tai PAR) -mittari (jota käsitellään yksityiskohtaisesti tämän sarjan osassa II). Toinen on pulssiamplitudimodulaatio (PAM) -fluorometri (ks. Kuva 2.)
Kuva 2. Tämä instrumentti, jota kutsutaan fluorometriksi, voi määrittää fotosynteesin nopeuden kasveissa, levissä ja zooksantiljoissa.
Pähkinänkuoressa tämä laite seuraa valon käyttämistä tai hävittämistä fotosynteesin aikana ja sisältää klorofyllifluoresenssin mittaamista. Se voi määrittää, käytetäänkö valoa valokemiassa vai kaatuu lämpöksi vai hajotetaan luonnollisten suojausjaksojen kautta. Se on selvästi tämän artikkelin soveltamisalan ulkopuolelle keskustella näistä reiteistä.
Riittävät sanoa, että tässä yhteydessä olemme kiinnostuneita siitä, kuinka paljon valoa tarvitaan maksimoimaan fotosynteesi matalissa vesikorkeissa esiintyvään zooxanteliin.
Monien mielestä on yleistä, että useissa matalan veden koralleissa havaittavissa olevilla zooxanthellaeilla on rajoittamaton kyky absorboida valoa ja käyttää sitä fotosynteettisessä prosessissa. Loppujen lopuksi on helppo löytää korallien valokuvia, jotka syntyivät täysin laskuveden aikana ja jotka tuhoutuivat täydellä auringonvalolla. Se vie meidät uskomaan, että enemmän valoa on parannettava!
Tutkittaessa fotosynteesiä on muutamia asioita, jotka meidän on tiedettävä. Valo (fotonien muodossa) voidaan absorboida fotopigmenteillä (kuten klorofyllityyppien, peridinini jne.) Ja siten virtaa kahden Photosystemsin läpi ja sen jälkeen elektronien muodossa. Muita kohtia ymmärtää - vaaditaan vähimmäismäärä valoa (kutsutaan Korvauspiste, missä hapen tuotanto täyttää koralleläisen hengitysvaatimukset ja symbionit.)
Seuraava virstanpylväs on Kyllästymispiste jossa fotosynteesin nopeus on suurin ja valon voimakkuuden kasvu ei johda suurempaan nopeuteen. Kolmas seikka on Dynaaminen Photoinhibition - se suojaa suurta valoa ja liittyy Xanthophyll-sykliin. Se on luonnollinen prosessi.
Tässä artikkelissa kiinnitämme eniten huomiota kompensointipisteen ylittäviin valotehoihin (PPFD tai PAR), täyttävät ja ylittävät kylläisyyspisteen ja miten dynaaminen valokuvakehys vaikuttaa fotosynteesin nopeuteen.
Näihin kokeisiin valittiin kaksi kallioperästä. Ensimmäinen oli Porites lobata (yleisesti nimeltään Lobe Coral) ja "SPS" -koralle Pocillopora damicornis (Wart Coral.) Tulokset olivat vertailukelpoisia, ja keskustelemme vain menettelytavoista P. lobata.
Kuva 3 näyttää tulokset.
Kuva 3. Suurin fotosynteesi zooksanttilaitteessa tässä Porites-kivikorissa saavutettiin noin 200 μmol · m² · sek. 350 μmol · m² · s: ssa fotosynteesin nopeus oli noin 75 μmol · m² · sec!
Kuva 3: n tarkka tutkiminen paljastaa, että fotosynteesin enimmäisnopeus (kylläisyys) saavutettiin ~ 200 μmol · m² · sekn vaaleudella ja Dynamic Photoinhibition tuli pian osaksi.
Kotiviesti on tämä: Nämä Porites Korallit, jotka elävät vain muutaman senttimetrin syvyydessä, vaativat vain murto-osan niiden valon intensiteetistä. Niiden zooxanthellae on nopeimmillaan fotosynteesin aikaisin aamulla ja niiden luonnolliset suojalaitteet (Xanthophyll Cycle) tulevat kesken aamun keskelle ja suojaavat niitä, kunnes valon voimakkuus putoaa myöhään iltapäivällä (olettaen, että se on aurinkoinen koko päivän .)
Muut kokeilut viittaavat siihen, että useimmat korallit tarvitsevat pienempiä valon intensiteettejä saavuttaakseen fotosynteesin suurimmat määrät.
Seuraavaksi tarkastelemme korallin kevyitä vaatimuksia, joita usein esiintyy riutta-akvaariossa - Acropora lajeja.
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium/
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium-part-ii/