Die mite van korale wat onbeperkte ligte benodig
Deur Dana Riddle
Ek het die genoegen gehad om vir byna twee dekades op die Big Island of Hawaii te woon en het elke geleentheid gegaan om die natuurlike riwwe daar te bestudeer (Sien Figuur 1.). Een van my projekte het betrekking gehad op die bepaling van lig wat benodig word deur fotosintetiese korale (let wel: vereis teenoor geduld word nie.)
Figuur 1. Hierdie vlakte getypoel, net duim diep, bevat pragtige Hawaiiaanse korale. Eksperimente is uitgevoer op diere wat hier aangetref word.
Op daardie tydstip was toestemming wat deur die staat Hawaii benodig word, redelik maklik, en sodra dit in die hand was, kon die projek voortgaan. Bepaling van fotosintese-tariewe vereis al die toerusting wat normaalweg in 'n nat laboratorium voorkom, plus 'n paar hoogs gespesialiseerde instrumente.
Die eerste hiervan is 'n Kwaliteit Kwantum (of PAR) meter (wat in detail in Deel II van hierdie reeks bespreek word.) Die tweede is 'n Pulse Amplitude Modulation (PAM) Fluorometer (Sien Figuur 2.).
Figuur 2. Hierdie instrument, wat 'n fluorometer genoem word, kan die fotosintese in plante, alge, en zooksanthellae bepaal.
In 'n neutedop monitor hierdie instrument hoe lig gebruik word of weggedoen word tydens die proses van fotosintese en behels die meting van chlorofil fluorescensie. Dit kan bepaal of die lig in fotochemie gebruik word, of as hitte gestort word of deur natuurlike beskermingsiklusse verdwyn word. Dit is goed buite die omvang van hierdie artikel om hierdie paaie te bespreek.
Dit is genoeg om te sê dat ons binne die konteks hier belangstel in hoeveel lig benodig word om fotosintese binne die zookanthellae wat binne vlakwaterkorale voorkom, te maksimeer.
Dit is algemeen onder baie om te glo dat soogdierhellae wat in baie vlak waterkorale voorkom, 'n onbeperkte vermoë het om lig te absorbeer en dit in die fotosintetiese proses te gebruik. Dit is immers maklik om foto's van korale te vind wat ten volle voorgekom het tydens laagwater en deur volle sterkte sonlig ontplof. Dit lei ons om te glo dat meer lig beter moet wees!
By die bestudering van fotosintese is daar 'n paar dinge wat ons moet weet. Lig (in die vorm van fotone) kan geabsorbeer word deur fotopigmente (soos tipes chlorofil, peridinien, ens.) En vloei dus deur die twee fotosisteme en verder in die vorm van elektrone. Ander punte om te verstaan - daar is 'n minimum hoeveelheid lig benodig (genoem die Vergoedingspunt, waar suurstofproduksie voldoen aan die respiratoriese behoeftes van die koraaldiere en simbionte.)
Die volgende mylpaal is die Versadigingspunt waar die tempo van fotosintese op 'n maksimum is en enige toename in ligintensiteit nie tot 'n hoër dosis sal lei nie. Die derde punt is Dinamiese foto-inhibisie - dit is die beskerming teen hoë lig en behels die Xantophophyclus. Dit is 'n natuurlike proses.
Vir die doeleindes van hierdie artikel is ons baie bekommerd oor die aantal fotone (ligintensiteit - PPFD of PAR) wat die vergoedingspunt oorskry, die versadigingspunt oorskry en oorskry en hoe dinamiese foto-inhibisie die tempo van fotosintese beïnvloed.
Twee steengroentespesies is gekies vir hierdie eksperimente. Die eerste was Porites lobata (algemeen bekend as die Lobe Coral) en die 'SPS' koraal Pocillopora damicornis (die Wart Koraal.) Die resultate was vergelykbaar, en ons sal net diegene bespreek wat in die prosedure betrokke is P. lobata.
Figuur 3 toon die resultate.
Figuur 3. Maksimum fotosintese in die zooksanthellae in hierdie Porites-klipkoraal is bereik teen ongeveer 200 μmol · m² · sek. By 350 μmol · m² · sek was die tempo van fotosintese ongeveer wat by 75 μmol · m² · sec gesien is!
'N Noukeurige ondersoek van Figuur 3 toon dat die maksimum snelheid van fotosintese (versadiging) bereik is met 'n ligintensiteit van ~ 200 μmol · m² · sek en Dynamic Photoinhibition het kort daarna in die spel gekom.
Die huisboodskap is hierdie: Hierdie Porites Korale wat net 'n paar sentimeter diep in die water leef, benodig slegs 'n fraksie van die ligintensiteit wat hulle sal ervaar. Hul soo-okselhellae sal vroeg in die oggend teen 'n maksimum fotosintese wees, en hul natuurlike beskermende toestelle (die Xanthophyll Cycle) word in die middel van die oggend in die spel en beskerm hulle totdat die ligintensiteit laatmiddag laat val (as dit die hele dag sonnig is .)
Ander eksperimente dui daarop dat die meeste korale laer ligintensiteite benodig om maksimum fotosintese te bereik.
Volgende keer sal ons kyk na die ligte vereistes van 'n koraal wat dikwels in reef-akwariums voorkom - Acropora spesies.
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium/
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium-part-ii/