افسانه های مرجانی که نیازمند مقدار نامحدود نور هستند
توسط دانا ریدل
من تقریبا دو دهه لذت بردن از زندگی در جزیره بزرگ هاوایی داشتم و هر فرصتی را برای مطالعه یونیفورم های طبیعی در آنجا داشتم (به شکل 1 مراجعه کنید). یکی از پروژه های من تعیین نور مورد نیاز توسط مرجان های فتوسنتزی بود (توجه داشته باشید: ضروری در مقابل تحمل کرد)
شکل 1. این استخر جزر و مد کم عمق، فقط چند اینچ عمیق، حاوی مرجان هاوایی زیبا است. آزمایشات روی حیوانات یافت شده در اینجا انجام شد.
در آن زمان، اخذ مجوزهای لازم توسط ایالت هاوایی نسبتا آسان بود و زمانی که این پروژه در دست بود، این پروژه ممکن بود ادامه یابد. تعیین میزان فتوسنتز نیاز به تمام تجهیزاتی است که معمولا در یک آزمایشگاه مرطوب یافت می شود، به علاوه بعضی از ابزار بسیار تخصصی.
اولین مورد این است که کیفیت کوانتومی (یا PAR) با کیفیت (که در بخش دوم این سری مورد بحث قرار گرفته است.) دوم، یک فلورومتر امپدانس مدولاسیون پالس (PAM) است (نگاه کنید به شکل 2.)
شکل 2. این وسیله، به نام فلورومتر، می تواند میزان فتوسنتز در گیاهان، جلبک ها و زوکسان سلول ها را تعیین کند.
به طور خلاصه، این دستگاه به منظور نظارت بر نحوه استفاده از نور در طی فرایند فتوسنتز و اندازه گیری فلورسانس کلروفیل نظارت می کند. این می تواند تعیین کند که آیا نور در فتوشیمی مورد استفاده قرار می گیرد، یا به عنوان گرما ریخته می شود یا از طریق چرخه های محافظتی طبیعی از بین می رود. برای بحث در مورد این مسیرها فراتر از محدوده این مقاله است.
کافی است بگوییم که در اینجا، ما در مورد چگونگی نور مورد نیاز برای به حداکثر رساندن فتوسنتز در zooxanthellae در مرجان های آب های کم عمق مورد علاقه است.
در میان بسیاری از افراد معمول است که معتقدند که zooxanthellae در بسیاری از مرجان های آب های کم عمق دارای توانایی نامحدود برای جذب نور و استفاده از آن در فرایند فتوسنتز است. پس از همه، آسان است برای پیدا کردن عکس های مرجان به طور کامل در طول جزر و مد ظهور و تحت تاثیر نور خورشید کامل است. این باعث می شود ما باور کنیم که نور بیشتری باید بهتر باشد!
هنگام مطالعه فتوسنتز، چند چیز که باید بدانیم وجود دارد. نور (به شکل فوتون) می تواند توسط عکس های جذب (مانند انواع chlorophyll، peridinin، و غیره) جذب شود و از این رو جریان از طریق دو سیستم Photosystem و فراتر از آن در فرم الکترون ها. نکات دیگر برای درک - حداقل مقدار نور مورد نیاز (به نام جبران خسارت، جایی که تولید اکسیژن با نیازهای تنفسی حیوانات مرجانی و سمی بیوتها منطبق است.)
نقطه عطف بعدی این است نقطه اشباع جایی که میزان فتوسنتز در حداکثر است و هر افزایش در شدت نور باعث افزایش نرخ بالاتر نمی شود. نقطه سوم این است عکس سازی پویا - حفاظت از نور بالا و شامل چرخه Xanthophyll است. این یک فرآیند طبیعی است.
برای اهداف این مقاله بیشترین نگرانی در مورد تعداد فوتون ها (شدت نور - PPFD یا PAR) وجود دارد که بیش از نقطه جبران خسارت است، برآمد و بیش از نقطه اشباع و نحوه عکسبرداری پویا بر سرعت فتوسنتز تاثیر می گذارد.
برای این آزمایشات دو گونه مرجانی سنگی انتخاب شد. اولین بار بود Porites lobata (معمولا مرجانی لوب) و مرجان "SPS" نامیده می شود Pocillopora damicornis (Coral Wart). نتایج قابل مقایسه بود و ما فقط در مورد این روند بحث خواهیم کرد P. lobata.
شکل 3 نتایج را نشان می دهد.
شکل 3 حداکثر فتوسنتز در zooxanthellae در این Porites مرجان سنگی در حدود 200 μmol · m² · ثانیه است. در 350 μmol · m² · ثانیه میزان فتوسنتز در مورد 75 μmol · m² · ثانیه دیده شد!
بررسی دقیق شکل 3 نشان می دهد حداکثر سرعت فتوسنتز (اشباع) با شدت نور ~ 200 μmol · m² · ثانیه و Dynamic Photoinhibition در مدت کوتاهی پس از بازی به دست آمد.
پیام اصلی این است: اینها پوریتس مرجان هایی که تنها در چند سانتی متر در آب زندگی می کنند، فقط بخشی از شدت نور را تجربه می کنند. Zoooxanthellae خود را در حداکثر سرعت فتوسنتز در اوایل صبح خواهد بود، و دستگاه های محافظ طبیعی خود (چرخه Xanthophyll) در اواسط صبح بازی می کند و محافظت از آنها تا زمانی که نور شدید در اواخر بعد از ظهر قطره (فرض می شود آفتابی در تمام طول روز .)
آزمایش های دیگر نشان می دهد که اکثر مرجان نیاز به شدت نور کم برای دستیابی به حداکثر سرعت فتوسنتز.
دفعه بعد، ما به نیازهای نور مرجانی که اغلب در آکواریوم های ریف یافت می شود نگاه می کنیم - آکروپورا گونه ها است.
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium/
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium-part-ii/