珊瑚的神話需要無限量的光
由達納謎語
我有幸在夏威夷大島生活了近二十年,並利用一切機會研究那裡的天然珊瑚礁(見圖 1。) 我的項目之一涉及確定光合作用珊瑚所需的光(注: 必須要戴上 與 容忍的。)
圖1。 這個淺潮池只有幾英寸深,裡面有美麗的夏威夷珊瑚。 對這裡發現的動物進行了實驗。
當時,獲得夏威夷州所需的許可相對容易,一旦獲得許可,該項目就可以繼續進行。 光合作用速率的測定需要濕實驗室中常見的所有設備,以及一些高度專業化的儀器。
第一個是高質量量子(或 PAR)計(在本系列的第二部分中詳細討論)。第二個是脈衝幅度調製 (PAM) 熒光計(參見圖 2。)
圖2。 這種儀器稱為熒光計,可以測定植物、藻類和蟲黃藻的光合作用速率。
簡而言之,該儀器監測光合作用過程中如何使用或處理光,並涉及測量葉綠素熒光。 它可以確定光是否用於光化學,或作為熱量散發,或通過自然保護循環消散。 討論這些途徑遠遠超出了本文的範圍。
可以說,在此背景下,我們感興趣的是需要多少光才能最大限度地提高淺水珊瑚中發現的蟲黃藻的光合作用。
許多人普遍認為,在許多淺水珊瑚中發現的蟲黃藻具有無限的吸收光並將其用於光合作用過程的能力。 畢竟,很容易找到珊瑚在退潮時完全出現並被全強度陽光照射的照片。 它讓我們相信,光越多越好!
在研究光合作用時,我們需要了解一些事情。 光(以光子的形式)可以被感光色素(例如葉綠素、多甲素等)吸收,從而以電子的形式流過兩個光系統並流出。 其他需要理解的要點——需要最低限度的光量(稱為 補償點,其中氧氣的產生滿足珊瑚動物和共生體的呼吸需求。)
下一個里程碑是 飽和點 光合作用速率達到最大值並且光強度的任何增加都不會導致更高的光合作用速率。 第三點是 動態光抑制 – 它是對強光的保護,涉及葉黃素循環。 這是一個自然的過程。
就本文而言,我們最關心的是超過補償點、達到並超過飽和點的光子數量(光強度 - PPFD 或 PAR)以及動態光抑制如何影響光合作用速率。
選擇兩種石珊瑚進行這些實驗。 第一個是 Porites lobata (通常稱為 Lobe Coral)和“SPS”珊瑚 Pocillopora damicornis (疣珊瑚。)結果具有可比性,我們將僅討論涉及程序的結果 葉葉松.
圖 3 顯示了結果。
圖 3. 該濱珊瑚石珊瑚中蟲黃藻的最大光合作用約為 200 µmol·m²·sec。 在 350 µmol·m²·sec 下,光合作用速率與 75 µmol·m²·sec 下的光合作用速率大致相同!
仔細檢查圖 3 可以發現,光合作用的最大速率(飽和度)是在光強度約為 200 µmol·m²·sec 時實現的,並且動態光抑制此後不久就開始發揮作用。
帶回家的信息是這樣的:這些 濱 生活在僅幾厘米深的水域中的珊瑚只需要它們所經歷的光強度的一小部分。 它們的蟲黃藻將在清晨進行最高光合作用,它們的天然保護裝置(葉黃素循環)會在上午中旬發揮作用並保護它們,直到下午晚些時候光照強度下降(假設全天都是晴天) .)
其他實驗表明,大多數珊瑚需要較低的光強度才能實現最大的光合作用速率。
下次,我們將了解珊瑚礁水族館中常見珊瑚的光照要求 - 鹿角 種。
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