Der Mythos der Korallen, die unbegrenzte Mengen an Licht benötigen
By Dana Riddle
Ich hatte das Vergnügen, fast zwei Jahrzehnte auf der Big Island von Hawaii zu leben und nutzte jede Gelegenheit, um dort die natürlichen Riffe zu studieren (siehe Abbildung 1). Eines meiner Projekte beinhaltete die Bestimmung von Licht, das von photosynthetischen Korallen benötigt wird (Anmerkung: falls angefordert gegen geduldet.)
Abbildung 1. Dieses flache Gezeitenbecken, nur wenige Zentimeter tief, enthält wunderschöne hawaiianische Korallen. Experimente wurden an Tieren durchgeführt, die hier gefunden wurden.
Zu dieser Zeit war die Beschaffung von Genehmigungen durch den Staat Hawaii relativ einfach, und sobald diese in Kraft waren, konnte das Projekt fortgesetzt werden. Die Bestimmung der Photosyntheserate erfordert alle Ausrüstung, die normalerweise in einem Nasslabor gefunden wird, sowie einige hochspezialisierte Instrumente.
Der erste ist ein Qualitäts-Quantum (oder PAR) -Messgerät (in Teil II dieser Serie ausführlich besprochen). Der zweite ist ein Pulsamplitudenmodulations (PAM) -Fluorometer (siehe Abbildung 2).
Abbildung 2. Dieses Instrument, das als Fluorometer bezeichnet wird, kann die Photosyntheserate in Pflanzen, Algen und Zooxanthellen bestimmen.
Kurz gesagt, dieses Instrument überwacht, wie Licht während der Photosynthese verwendet und entsorgt wird, und beinhaltet die Messung der Chlorophyllfluoreszenz. Es kann bestimmen, ob Licht in der Photochemie verwendet wird oder als Wärme abgegeben oder durch natürliche Schutzzyklen abgeleitet wird. Es liegt außerhalb des Rahmens dieses Artikels, diese Wege zu diskutieren.
Es genügt zu sagen, dass wir im Kontext hier interessiert sind, wie viel Licht benötigt wird, um die Photosynthese innerhalb der Zooxanthellen innerhalb der Flachwasserkorallen zu maximieren.
Es ist allgemein unter vielen zu glauben, dass Zooxanthellen, die in vielen Flachwasserkorallen gefunden werden, eine unbegrenzte Fähigkeit haben, Licht zu absorbieren und es im photosynthetischen Prozess zu verwenden. Schließlich ist es einfach, Fotos von Korallen zu finden, die bei Ebbe vollständig aufgetaucht sind und durch Sonnenlicht voller Stärke gestrahlt werden. Es lässt uns glauben, dass mehr Licht besser sein muss!
Wenn wir Photosynthese studieren, gibt es ein paar Dinge, die wir wissen müssen. Licht (in Form von Photonen) kann von Photopigmenten (wie Chlorophyll, Peridinin usw.) absorbiert werden und daher in Form von Elektronen durch die beiden Photosysteme und darüber fließen. Andere Punkte zu verstehen - es gibt eine minimale Menge an Licht benötigt (genannt Kompensationspunkt, wo die Sauerstoffproduktion die respiratorischen Bedürfnisse der Korallentiere und Symbionten erfüllt.)
Der nächste Meilenstein ist der Sättigungspunkt wo die Photosyntheserate maximal ist und eine Erhöhung der Lichtintensität nicht zu einer höheren Rate führt. Der dritte Punkt ist Dynamische Photoinhibition - Es ist der Schutz gegen viel Licht und beinhaltet den Xanthophyll-Zyklus. Es ist ein natürlicher Prozess.
Für die Zwecke dieses Artikels befassen wir uns am meisten mit der Anzahl von Photonen (Lichtintensität - PPFD oder PAR), die den Kompensationspunkt überschreitet, den Sättigungspunkt erreicht und überschreitet und wie sich die dynamische Photoinhibition auf die Photosyntheserate auswirkt.
Für diese Experimente wurden zwei steinige Korallenarten ausgewählt. Das erste war Porites lobata (allgemein die Lobe Coral) und die "SPS" -Koralle Pocillopora damicornis (Die Warzenkoralle.) Die Ergebnisse waren vergleichbar, und wir werden nur diejenigen in dem Verfahren diskutieren, die mit einbeziehen P. Lobata.
Abbildung 3 zeigt die Ergebnisse.
Abbildung 3. Die maximale Photosynthese in den Zooxanthellen in dieser Porites-Steinkoralle wurde bei etwa 200 & mgr; mol · m² · Sekunde erreicht. Bei 350 μmol · m² · sec lag die Photosyntheserate etwa bei 75 μmol · m² · sec!
Eine genaue Untersuchung von Fig. 3 zeigt, dass die maximale Photosyntheserate (Sättigung) bei einer Lichtintensität von ~ 200 & mgr; mol · m² · s erreicht wurde und die dynamische Photoinhibition kam kurz darauf ins Spiel.
Die Nachricht nach Hause ist dies: Diese Porites Korallen, die in nur wenigen Zentimetern Wasser leben, benötigen nur einen Bruchteil der Lichtintensität, die sie erfahren werden. Ihre Zooxanthellen werden früh am Morgen eine maximale Photosyntheserate haben, und ihre natürlichen Schutzvorrichtungen (der Xanthophyllzyklus) kommen während des Vormittags zum Tragen und schützen sie, bis die Lichtintensität am späten Nachmittag sinkt (vorausgesetzt, es ist den ganzen Tag sonnig) .)
Andere Experimente legen nahe, dass die meisten Korallen niedrigere Lichtintensitäten benötigen, um maximale Photosyntheserate zu erreichen.
Beim nächsten Mal werden wir uns den Lichtbedarf einer Koralle anschauen, die oft in Riffaquarien zu finden ist - Acropora Spezies.
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium/
https://orphek.com/lighting-the-reef-aquarium-part-ii/