珊瑚的神话需要无限量的光
由达纳谜语
我有幸在夏威夷大岛生活了将近二十年,并抓住一切机会研究那里的天然珊瑚礁(参见图1。) 我的一个项目涉及确定光合珊瑚所需的光(注意: 必须 与 容忍。)
图1。 这个浅水池,只有几英寸深,包含美丽的夏威夷珊瑚。 对这里发现的动物进行了实验。
当时,获得夏威夷州所需的许可证相对容易,一旦掌握了这些许可证,项目就可以继续进行。 确定光合作用的速率需要通常在湿实验室中找到的所有设备,以及一些高度专业化的仪器。
第一个是质量量子(或PAR)仪表(在本系列的第二部分中详细讨论过。)第二个是脉冲幅度调制(PAM)荧光计(见图2。)
图2。 这种称为荧光计的仪器可以确定植物,藻类和虫黄藻的光合作用速率。
简而言之,该仪器监测光合作用过程中光的使用或处理方式,并涉及测量叶绿素荧光。 它可以确定光是用于光化学,还是作为热量流出,或通过自然保护周期消散。 讨论这些途径远远超出了本文的范围。
可以这么说,在这里,我们感兴趣的是在浅水珊瑚中发现的虫黄藻内光合作用需要多少光。
许多人认为在许多浅水珊瑚中发现的虫黄藻具有无限的吸收光能并在光合作用过程中使用它是很常见的。 毕竟,很容易找到在退潮时充分出现的珊瑚照片,并被强烈的阳光照射。 它让我们相信更多的光必须更好!
在研究光合作用时,我们需要了解一些事项。 光(以光子的形式)可被光色素(例如叶绿素,peridinin等类型)吸收,因此以电子的形式流过两个光系统。 其他需要了解的地方 - 需要最少的光量(称为 补偿点,氧气产生满足珊瑚动物和共生体的呼吸需求。)
下一个里程碑是 饱和点 在光合作用速率最大的情况下,光强度的任何增加都不会导致更高的速率。 第三点是 动态光抑制 - 它是对高光的保护,涉及叶黄素循环。 这是一个自然的过程。
出于本文的目的,我们最关心的是光子数量(光强度 - PPFD或PAR)超过补偿点,满足并超过饱和点以及动态光抑制如何影响光合作用的速率。
选择两种石珊瑚物种用于这些实验。 第一个是 Porites lobata (通常称为Lobe Coral)和'SPS'珊瑚 Pocillopora damicornis (疣珊瑚。)结果具有可比性,我们将仅讨论涉及的程序 P. lobata.
图3演示了结果。
图3。 该Porites石珊瑚中虫黄藻的最大光合作用达到约200μmol·m²·sec。 在350μmol·m²·sec时,光合作用的速率约为75μmol·m²·sec!
仔细检查图3显示在~200μmol·m²·sec的光强度下实现了光合作用的最大速率(饱和度),并且此后不久发生了动态光抑制。
带回家的消息是:这些 滨 生活在只有几厘米深的水域中的珊瑚只需要它们将经历的光强度的一小部分。 它们的虫黄藻将在清晨达到最大光合作用速度,它们的天然保护装置(叶黄素循环)在上午中午发挥作用并保护它们,直到下午晚些时候光照强度下降(假设它整天都是晴天) 。)
其他实验表明,大多数珊瑚需要较低的光照强度才能达到最大的光合作用速率。
下一次,我们将看看珊瑚礁水族箱中经常发现的珊瑚的光照要求 - 鹿角 种。
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