Il mito dei coralli che richiedono quantità illimitate di luce
By Dana Riddle
Ho avuto il piacere di vivere sulla Big Island delle Hawaii per quasi due decenni e ho colto ogni opportunità per studiare le barriere naturali lì (vedi Figura 1). Uno dei miei progetti riguardava la determinazione della luce richiesta dai coralli fotosintetici (nota: necessario tollerato.)
Immagine 1. Questa piscina di bassa marea, profonda solo pochi centimetri, contiene bellissimi coralli hawaiani. Gli esperimenti sono stati condotti su animali trovati qui.
A quel tempo, ottenere i permessi richiesti dallo Stato delle Hawaii era relativamente facile, e una volta che questi erano in mano, il progetto poteva procedere. La determinazione dei tassi di fotosintesi richiede tutta l'attrezzatura normalmente presente in un laboratorio bagnato, oltre ad alcuni strumenti altamente specializzati.
Il primo di questi è un misuratore Quantum (o PAR) di qualità (discusso in dettaglio nella Parte II di questa serie). Il secondo è un Fluorometro a modulazione di ampiezza dell'impulso (PAM) (vedere la Figura 2).
Immagine 2. Questo strumento, chiamato fluorimetro, può determinare i tassi di fotosintesi nelle piante, nelle alghe e nelle zooxantelle.
In poche parole, questo strumento monitora il modo in cui la luce viene utilizzata o smaltita durante il processo di fotosintesi e comporta la misurazione della fluorescenza della clorofilla. Può determinare se la luce viene utilizzata in fotochimica, o versare sotto forma di calore, o dissipata attraverso cicli protettivi naturali. È ben oltre lo scopo di questo articolo discutere di questi percorsi.
Basti dire che, nel contesto qui, siamo interessati a quanta luce è necessaria per massimizzare la fotosintesi all'interno delle zooxantelle trovate nei coralli di acque basse.
È comune tra molti credere che le zooxantelle presenti in molti coralli di acque poco profonde abbiano una capacità illimitata di assorbire la luce e di usarla nel processo fotosintetico. Dopo tutto, è facile trovare le foto dei coralli emerse completamente durante la bassa marea e colpite dalla luce solare a piena forza. Ci porta a credere che più luce deve essere migliore!
Quando studi la fotosintesi, ci sono alcune cose che dobbiamo sapere. La luce (sotto forma di fotoni) può essere assorbita da fotopigmenti (come tipi di clorofilla, peridinina, ecc.) E quindi fluisce attraverso i due Fotosistemi e oltre sotto forma di elettroni. Altri punti da capire - c'è una quantità minima di luce richiesta (chiamata Punto di compensazione, dove la produzione di ossigeno soddisfa i bisogni respiratori dell'animale corallino e dei simbionti).
Il prossimo traguardo è il Punto di saturazione dove il tasso di fotosintesi è al massimo e qualsiasi aumento dell'intensità della luce non si tradurrà in un più alto tasso. Il terzo punto è Fotoinibizione dinamica - è una protezione alla luce alta e coinvolge il ciclo Xanthophyll. È un processo naturale
Per gli scopi di questo articolo, siamo più interessati al numero di fotoni (intensità luminosa - PPFD o PAR) che supera il punto di compensazione, soddisfa e supera il punto di saturazione e come la fotoincisione dinamica influisce sul tasso di fotosintesi.
Per questi esperimenti sono state scelte due specie di corallo sassoso. Il primo era Porites lobata (comunemente chiamato il Lobe Coral) e il corallo "SPS" Pocillopora damicornis (il corallo della verruca). I risultati erano paragonabili e discuteremo solo quelli della procedura P. lobata.
La figura 3 mostra i risultati.
Figura 3. La massima fotosintesi nelle zooxantelle in questo corallo sassoso di Porites è stata raggiunta a circa 200 μmol · m² · sec. A 350 μmol · m² · sec la velocità della fotosintesi era di circa quella osservata in 75 μmol · m² · sec!
Un attento esame della figura 3 rivela che la massima velocità di fotosintesi (saturazione) è stata raggiunta con un'intensità luminosa di ~ 200 μmol · m2 · sec e che la fotoincisione dinamica è entrata in gioco poco dopo.
Il messaggio da portare a casa è questo: questi Porites i coralli che vivono in acque profonde solo pochi centimetri richiedono solo una frazione dell'intensità luminosa che sperimenteranno. Le loro zooxantelle saranno al massimo tasso di fotosintesi nelle prime ore del mattino e i loro dispositivi di protezione naturale (il ciclo Xanthophyll) entrano in gioco a metà mattinata e li proteggono fino a che l'intensità della luce diminuisce nel tardo pomeriggio (assumendo che sia soleggiato tutto il giorno .)
Altri esperimenti suggeriscono che la maggior parte dei coralli richiede intensità di luce più basse per ottenere i massimi tassi di fotosintesi.
La prossima volta vedremo i requisiti di luce di un corallo spesso presente negli acquari di barriera - Acropora specie.
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