Mýtus korálov vyžadujúci neobmedzené množstvá svetla
Dana Riddle
Mal som to potešenie žiť na veľkom ostrove Havaj takmer dve desaťročia a využil som každú príležitosť študovať prírodné útesy tam (pozri obrázok 1.) Jeden z mojich projektov zahŕňal určenie svetla vyžadovaného fotosyntetickými koralmi (poznámka: potrebný proti tolerovaná.)
Obrázok 1. Tento plytký bazén, len niekoľko centimetrov hlboko, obsahuje krásne havajské koraly. Pokusy sa uskutočnili na zvieratách, ktoré sa tu nachádzajú.
V tom čase bolo povolenie požadované štátom na Havaji pomerne jednoduché a akonáhle by to bolo v ruke, projekt mohol pokračovať. Určenie rýchlosti fotosyntézy vyžaduje všetky zariadenia, ktoré sa bežne nachádzajú v mokrom laboratóriu, a niektoré vysoko špecializované nástroje.
Prvý z nich je kvalitatívny kvantový (alebo PAR) meter (podrobne rozpracovaný v časti II tejto série.) Druhým je Fluorometer s impulznou amplitúdovou moduláciou (PAM) (pozri obrázok 2.).
Obrázok 2. Tento prístroj, nazývaný fluorometer, môže určiť rýchlosť fotosyntézy v rastlinách, rias a zooxanthellae.
Stručne povedané, tento nástroj monitoruje, ako sa svetlo používa alebo odstraňuje počas procesu fotosyntézy a zahŕňa meranie fluorescencie chlorofylu. Môže určiť, či sa vo fotochemii používa svetlo alebo že sa odtiahne ako teplo alebo sa rozptýli prirodzenými ochrannými cyklami. Je veľa mimo rozsahu tohto článku diskutovať o týchto cestách.
Stačí povedať, že v kontexte tu máme záujem o to, koľko svetla je potrebné na maximalizáciu fotosyntézy v zooxanthellae nachádzajúcom sa v plytkých vodných koraloch.
Medzi mnohými je bežné, že sa domnieva, že zooxanthella v mnohých plytkých vodách má neurčitú schopnosť absorbovať svetlo a používať ho v procese fotosyntézy. Koniec koncov, je ľahké nájsť fotografie koralov, ktoré sa v plnej miere objavili počas odlivu a boli vypálené plným silným slnečným svetlom. Vedie nás k tomu, že viac svetla musí byť lepšie!
Pri štúdiu fotosyntézy je niekoľko vecí, ktoré potrebujeme vedieť. Svetlo (vo forme fotónov) môže byť absorbované fotopigmentmi (ako sú napríklad typy chlorofylu, peridínínu atď.) A preto preteká cez dva fotosystémy a ďalej vo forme elektrónov. Ďalšie body, ktoré treba pochopiť - je potrebné minimálne množstvo svetla (tzv Bod kompenzácie, kde produkcia kyslíka spĺňa respiračné potreby koralového živočícha a symbiontov.)
Ďalším medzníkom je Bod sýtosti kde rýchlosť fotosyntézy je maximálna a akékoľvek zvýšenie intenzity svetla nepovedie k vyššej rýchlosti. Tretí bod je Dynamická fotočinhibícia - je ochrana proti vysokému svetlu a zahŕňa Xanthophyllový cyklus. Je to prirodzený proces.
Na účely tohto článku sa najviac zaoberáme počtom fotónov (intenzita svetla - PPFD alebo PAR), ktorý presahuje bod kompenzácie, spĺňa a presahuje bod sýtosti a ako dynamická fotoreakcia ovplyvňuje rýchlosť fotosyntézy.
Pre tieto pokusy boli vybrané dva kamenné druhy koralov. Prvý bol Porites lobata (obyčajne nazývaný Lobe Coral) a koralom "SPS" Pocillopora damicornis (Wart Coral.) Výsledky boli porovnateľné a budeme diskutovať len o tých, ktorí sa zúčastnili postupu P. lobata.
Obrázok 3 zobrazuje výsledky.
Obrázok 3. Maximálna fotosyntéza v zooxanthellae v tomto poréznom kamennom korále bola dosiahnutá pri asi 200 μmol · m² · sec. Pri 350 μmol · m² · sec bola rýchlosť fotosyntézy približne rovnaká ako pri 75 μmol · m² · sec!
Podrobné vyšetrenie na obrázku 3 ukazuje, že maximálna rýchlosť fotosyntézy (sýtosť) bola dosiahnutá pri intenzite svetla ~ 200 μmol · m² · sec a krátko potom začala hrať dynamická fotoinhibícia.
Odoslaná správa je nasledovná: Tieto Porites koraly žijúce vo vodách len niekoľko centimetrov hlboko vyžadujú len zlomok intenzity svetla, ktoré zažijú. Ich zooxanthella bude ráno najvyššia rýchlosť fotosyntézy a ich prirodzené ochranné pomôcky (Xanthophyllový cyklus) vstúpia do hry v polovici rána a chránia ich, kým intenzita svetla neklesne v neskorých popoludňajších hodinách (za predpokladu, že je slnečný celý deň .)
Ďalšie experimenty naznačujú, že väčšina koralov si vyžaduje nižšiu intenzitu svetla na dosiahnutie maximálnej rýchlosti fotosyntézy.
Nabudúce sa pozrieme na požiadavky na svetlo z koralov, ktoré sa často nachádzajú v akváriách útesov - Acropora druh.
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium/
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium-part-ii/