Vilka våglängder av ljus nyttjar stenkoraller?

[Claes_A]

Frågan om ljus av vilka våglängder som bidrar till fotosyntesen hos stenkoraller har kommit upp i ett antal trådar. Eftersom att vi förefaller sakna en dedikerad tråd om ämnet så tar jag detta initiativ till en trådstart.

Frågan kan formuleras på två sätt:

- Med hjälp av vilka ljusvåglängder växer koraller till?

- Vilka ljusvåglängder understödjer fotosyntes hos korallens symbiotiska zooxantheller?

Vad jag förstår så finns det mycket som talar för att blått ljus med en topp kring 450 nm är det ljus som är klart mest potent att understödja korallers tillväxt. Rött ljus verkar inte göra det alls eller stödja tillväxt mycket dåligt. Om detta stämmer så skiljer sig alltså korallers ljuskrav väsentligt från gröna växters som ju skördar mycket av sin ljusenergi i det röda området. Kanske är inte det så konstigt med tanke på att havsvattnet filtrerar bort allt utom det blå ljuset några meter under ytan?

Den kanske viktigaste källan som stödjer att koraller främst nyttjar blått ljus men inte rött ljus till sin fotosyntes är en artikel från 1984. I artikeln testas två stenkorallers tillväxt under filtrerat solljus. Dessa ljusfilter gav blått ljus (topp kring 475 nm), grönt ljus (topp kring 540 nm) och rött ljus (allt ljus längre än 600 nm). Jag har gjort en graf av de tillväxtvärden som artikelförfattarna presenterar i tabell 1, experiment 2 för Pocillopora damicornis (grundvattenart) och Montipora verrucosa (lågljusart):

Fullspektrumsolljus (vitt) och blått ljus ger nästan samma tillväxthastighet inom båda arterna medan grönt ljus och rött ljus ger sämre tillväxt. Värt att notera är att korallerna under samtliga testade ljusregimer exponerades för samma fotosyntetiska fotonflödesdensitet (PPFD) så olika ljusstyrka är inte grunden till tillväxtskillnaden.

Beror då den bättre tillväxten i blått ljus i jämförelse med grönt och rött ljus på att zooxanthellerna växer bättre under kortare våglängder? Författarna till artikeln testade detta genom att odla zooxanthellen Symbiodinum microadriaticum i kulturer under de olika ljusregimerna beskrivna ovan. Jag har gjort en graf av tillväxten av zooxanthellerna efter 15 dagar under de olika ljusregimerna (tillväxten har mätts genom att räkna antalet algceller per volym under ett mikroskop):

Samma trend kan ses för zooxanthelltillväxten som för koralltillväxten - blått ljus och fullfärgsljus ger bäxt tillväxt, grönt ljus ger sämre tillväxt oxh sämst är rött ljus.

Författarna mätte också densiteten av zooxantheller i korallernas vävnader efter att de växt under ljus med olika våglängd. Ytvattenkorallen P. damicornis uppvisade ingen förändrad densitet av zooxantheller i sina vävnader mellan de olika ljusregimerna. Men zooxanthellerna innehöll nivåer av klorofyll a (mättes som klorofyll a per korallvävnadsyta) enligt rankningen blått > vitt > grönt > rött. Hos M. verrucosa var istället densiteten av zooxantheller enligt blått > vitt > grönt > rött men klorofyll a-halten i zooxanthellerna påverkades inte. D v s båda korallerna ökar sitt innehåll av det fotosyntetiska pigmentet klorofyll a men på olika sätt, antingen genom att öka antalet zooxantheller (M. verrucosa) eller genom att istället behålla samma antal zooxantheller men att öka deras innehåll av klorofyll a (P. damicornis).

Det verkar som om korallen inte växer bra under rött ljus eftersom zooxanthellerna inte kan skörda det ljuset till sin fotosyntes och inte växa till medan blått ljus stödjer god fotosyntes. Är zooxanthellernas fotosyntetiska maskineri blåljusanpassad?

Vad jag förstår så bär zooxantheller på ett helt batteri av ljusskördande pigment som opererar bäst i blått ljus. I en annan artikel hittade jag en plot som visar absorbationen för zooxantheller från Favia favus (Stig har visat denna plot på SVG förr):

Notera hur pigmenten absorberar bäst i 400-550 nm och de flesta kring 450 nm. Det är alltså blått ljus som är deras huvudsakliga absorbansområde även om de även absorberar något i det röda området (650-700 nm).

[mr cheezy]

Ganska trevlig läsning

http://www.biolbull.org/cgi/reprint/134/3/411.pdf

[Claes_A]

Ganska trevlig läsning

http://www.biolbull.org/cgi/reprint/134/3/411.pdf

Ja det är trevlig läsning men också förbryllande. I trådstarten redovisas att stenkoraller som växer under blått ljus växer till utmärkt - faktiskt lika bra eller bättre än stenkoraller som växer under fullspektrum - men skulle man växa dem under rent rött ljus så skulle det inte bli mycket till tillväxt.

En enkel förklaring till varför rött ljus inte ger koralltillväxt skulle kunna vara att att zooxanthellernas fotosyntetiska apparat inte kan använda rött ljus. Detta stödjs av deras ljusabsorbansprofil och det faktum att de växer till dåligt under rött ljus. Men det finns mängder av andra studier som visar att de visst kan använda rött ljus - precis som vilket grön växt som helst. Ett exempel är denna aktionsspektrum från mr cheezyes länk där författaren mätt hur mycket syre som bildas av fotosyntesen när han strålar zooxantheller med olika våglängder:

Och jag har sett flera exempel på sådana aktionsspektrum (ett aktionsspektrum generellt är att man mäter någonting som produceras av fotosyntesen när man strålar korallen med ljus av olika våglängder) som tyder på att rött ljus fungerar utmärkt för zooxanthellernas fotosyntes. T ex det här från Favia zooxantheller som Dana Riddle har tagit från korallgurun Muscatine (1980) och som diskuterats förr på SVG.

Men alla dessa äldre publicerade aktionspektra verkar vara baserade på att zooxantheller frilagts (preparerats fram) från korallerna och sen har man gjort mätningarna. Lite mer samtida studier använder en teknik (Fast Repetition Rate Fluorometere, FRRF) där man tittar på hur stor del av en viss applicerad ljusenergi som verkligen kommer fotosystem II till godo. Man kan alltså genom att mäta en specifik fluorescens gör ett aktionsspektra för en levande korall - mycket bättre än mätningarna på preparerade zooxantheller. Ett exempel hittade jag i Levy et al (2003):

I aktionsspektrumet ovan kan man alltså se hur olika våglängder av ljus används fotosyntetiskt av fyra koraller; Favia favus, Stylophora pistillata, Plerogyra sinosa och Goniopora lobata. En generell trend är att blått ljus är klart bättre än rött ljus. Aktionsspektrat för G. lobata skiljer sig lite i och med att det finns en ordentlig bump i kurvan över 600 nm.

Så min slutsats blir att jag står något frågande. Zooxanthellerna verkar kunna använda rött ljus till sin fotosyntes när de är frilagda men när de sitter i korallen verkar det inte gå lika bra. Trots det antyder aktionsspekrat från Levy et al att det faktiskt finns viss förmåga att använda rött ljus till fotosyntesen även om rött ljus är klart sämre än t ex grönt eller blått ljus. Men förklarar det här verkligen varför koraller växer så förbannat dåligt under rött ljus men fantastiskt under blått ljus? Är det något mer med rött ljus som gör det speciellt dåligt för korallodling?

[Capote]

Tack för mycket bra intressanta inlägg.

60-70 % av energin från fotsyntesen går åt till korallens respiration har jag läst någon stans. Om man tänker sig att zoxen växer men något sämre vid högre våglängder så får man tydlig skillnad i verkningsgraden i den 30%-iga andelen som inte syns lika tydligt frilagd zox. Spekulationer från min sida.

[Claes_A]

Tack för mycket bra intressanta inlägg.

60-70 % av energin från fotsyntesen går åt till korallens respiration har jag läst någon stans. Om man tänker sig att zoxen växer men något sämre vid högre våglängder så får man tydlig skillnad i verkningsgraden i den 30%-iga andelen som inte syns lika tydligt frilagd zox. Spekulationer från min sida.

Ja kanske är det så enkelt som du skriver att rött ljus är sämre än blått ljus i fotosyntetisk verkningsgrad hos zooxantheller. Tittar man då på hela processen (koralltillväxt) och inte bara direkt på fotosyntesreaktionen (t ex aktionsspektra) så ser man denna sämre verkningsgrad som dålig eller ingen tillväxt under rött ljus. Det skulle väl betyda att mer rött ljus kan kompensera för dess sämre verkningsgrad - d v s koraller skulle växa bra under helt röda T5:or eller LEDar så länge som ljusstyrkan var tillräcklig?

Jag skulle vilja utveckla tankarna om att rött ljus kanske inte bara ger dålig fotosyntetisk effektivitet hos koraller utan även har andra direkta negativa sidor. Men jag får återkomma när jag strukturerat materialet.

[JohanP]

Oerhört intressant tråd...........................det är sånt här som gör att man längtar efter SVG flera gånger om dagen.

Ni som kan detta, bara fortsätt era diskussioner som att en annan som anser sig vara newbee inom salthobbyn kan lära sig mer.

Tack.

[Laggeman]

Att de växer sämre i rött ljus kan också ha lite med det att göra att det röda ljuset filtreras bort ganska snabbt i havet. Dvs koraller som växer lite djupare,( än 5-10m) inte kan ta upp något rött ljus, vilket har gjort att de helt enkelt "valt bort" det ljuset i sin utveckling.

Att vi har rött ljus i våra kar i forma av lysrör/LED/MH är då mest för våra ögons skull.

Bara en tanke från min sida.

[Capote]

Jag skulle vilja utveckla tankarna om att rött ljus kanske inte bara ger dålig fotosyntetisk effektivitet hos koraller utan även har andra direkta negativa sidor. Men jag får återkomma när jag strukturerat materialet.

Har du läst den här?

http://www.advancedaquarist.com/issues/nov2003/feature.htm

Jag hade då aldrig hört om "Emerson Enhancement Effect" men det har säkert växtakvaristerna.

[Benighted]

Hmm, detta blir en spännande tråd tror jag, kul att du startade den Claes. Vet inte riktigt hur jag ska börja här, tycker det blir flera diskussioner i en och vet inte om alla ska hållas i en tråd eller om de ska delas upp i flera, men moderatorerna kan ju alltid splitta upp den om det är så, och om det blir en riktigt intressant diskussion så kommer jag i.a.f. skriva nån artikel om det för att få det i en lite mer koncis form än en spretig tråd, speciellt om jag är med som kan vika av åt både höger och vänster (och ibland även upp och ner )

Först tar jag upp lite diverse fysikaliskt mumbojumbo, är ni intresserade av det så skriver jag kontentan längst ner i fet stil

Jag har suttit och räknat lite fram och tillbaks här, dimensionsanalys, kan det bli roligare än det

Men i.a.f. man får vara medveten om en sak i min graf på länken som Claes skickade med så är den i enheten Watt(effekt=energi/sekund) per kvadratmeter (yta) och nanometer(våglängd).

En fotons energi är E=hc/våglängd där h är plancs konstant (6.626*10^-34 Js) och c är ljusets hastighet i vakuum (299 792 458 m/s) det ger att energin hos en foton minskar linjärt med våglängden, och omvänt betyder det för att få en viss effekt per ytenhet för en viss våglängd så går det åt färre fotoner för de korta våglängderna jämfört med de längre. Det betyder att grafen jag ritat inte är helt korrekt hur vi eller korallerna uppfattar ljuset vid ett visst djup (då datat för solenergin var i enheten Watt per kvadratmeter och nanometer) så jag ska utveckla min datamodell för att omvandla datat till fotoner per kvadratmeter(yta) och nanometer(våglängd) för att det ska vara lättare att beräkna hur antalet fotoner som kan användas av olika pigment/koraller (och även våra ögon) genom att multiplicera med actionspektrat för de olika pigmenten (det är ju faktiskt pigment i våra ögon som gör att vi kan omvandla ljusets fotoner till elektroner som hjärnan sen kan omvandla till en bild).

Det kommer att göra det enkelt för mig att räkna ut antalet fotoner som en ett pigment reagerar med per ytenhet på ett visst djup.

Jag ska uppdatera grafen så att den visar antalet fotoner per ytenhet vid ett visst djup, den grafen kommer att visa att de röda fotonerna ökar jämfört med den gamla grafen (om jag nu tänkt rätt) och det kommer också göra det enkelt att beräkna hur ljus "ser ut" för våra ögon (eller ett visst pigment) vid ett visst djup. Om man orkar fortsätta dra i programmeringen som beräknar detta så kan man självklart fortsätta att beräkna effekter av ett visst pigment vid ett visst djup för våra ögon och så vidare (så att man kan "beräkna" hur en korall ser ut vid ett visst djup)

[Claes_A]

Jag fortsätter driva mitt case mot rött ljus för stenkorallsodling.

Ovan så har jag presenterat data som visar att monokromatiskt rött ljus inte är något toppenljus om man vill att stenkoraller ska växa. En enkel förklaring till frånvaron av växt är att rött ljus används dåligt av zooxanthellerna för fotosyntes. Men möjligheten finns att höga nivåer av rött ljus rent utav har negativa effekter för zooxanthellerna. Basen för detta skulle precis som Laggeman skriver att många koraller inte utsätts för mycket rött ljus eftersom vattnet filtrerar bort dessa långa våglängder. De är helt enkelt inte anpassade för höga nivåer av rött ljus.

Dana Riddle har spekulerat om det här under några år och faktiskt hittat ett antal experiment och observationer som tyder på att rött ljus är negativt för stenkoraller (artikel). Först och främst så har Dana själv experimenterat med att exponera små ytor av koraller för monokromatiskt ljus olika färger genom att belysa dem med enkeltoppiga LEDar. Effekten av rött ljus var kraftig blekning av korallen - dvs att zooxanthellerna gick förlorade i den exponerade ytan. Även i den vetenskapliga litteraturen finns det stöd för samma sak - rött ljus inducerar kraftig blekning av stenkoraller (Kinzie et al 1987).

Nu kanske inte så många akvarister ens överväger att exponera sina koraller för rent rött ljus. En intressantare fråga är kanske om rött ljus har en negativ effekt i kombination med annat ljus? Det verkar inte som om en sådan effekt är dramatisk i alla fall - det finns gott om exempel på akvarister som odlar koraller under belysning som innehåller en rödandel. Men den som inte är intresserad av estetik utan av ren tillväxt (t ex vid rationell korallodling) ska nog överväga att stråla sina koraller med blått ljus snarare än med ljus som innehåller en rödandel. I nästan alla experiment jag hittar växer korallerna lika bra eller bättre när de strålas med blått ljus jämfört med vitt ljus (alltså ljus som innehåller en rödandel). Helt i enlighet med detta finner Schlacher et al att et al metallhalogenlampor som anges ha en färgtemperatur på 14 000 K (Arcadia) eller 20 000 K (HIT Colorlite) understödjer koralltillväxt (Acropora) bättre än en metallhalogenlampa på 5600 K (Osram) eller 10 000 K (BLV). Lamporna rankades så här efter hur väl de understödde koralltillväxt:

20 000K > 14 000 K > 5500 K > 10 000 K

Notera att 5500 K i det här fallet var bättre än 10 000 K.

Hur väl dessa lampor understödde Acropora-tillväxt var inte ett resultat av hur mycket fotosyntetiskt användbar strålning (PUR) de strålade. Inte heller kunde man förklara resultatet med mängden blått ljus som de strålade. Istället var den enda korrelationen man kunde hitta var att ju mer rött ljus lamporna strålade desto sämre koralltillväxt. Dana Riddle går systematiskt igenom argumenten här.

Jag ser två möjliga förklaringar till denna negativa korrelation mellan hur mycket rött ljus lamporna strålar och koralltillväxt. Antingen är det verkligen så att rött ljus har en direkt skadlig effekt för korallerna (zooxanthellerna). Eller så är det så att den röda ljusandelen inte kan användas till fotosyntes av zooxanthellerna. Om det senare stämmer så är PUR-värderna inte relevanta för experimentet eftersom de beräknades baserat på absorption för klorofyll a (= blått ljus + rött ljus). Lampor med en hög rödandel - t ex 10 000 K lampan - kommer således att förefalla stråla stor andel fotosyntetiskt användbar ljusenergi fast de i själva verket inte gör det vad koraller anbelangar.

Summa summarum, den som vill odla koraller rationellt gör klokast i att stråla dem med ljus utan en påtaglig rödandel. Antingen är den röda ljusandelen direkt negativt för deras tillväxt eller så är det bara slöseri med el eftersom det röda ljuset inte kommer fotosyntesen till godo.

Ändrat 27 september 2010 av Claes_A
Skrev fel K-värde på Arcadialampan

[Claes_A]

Har du läst den här?

http://www.advancedaquarist.com/issues/nov2003/feature.htm

Jag hade då aldrig hört om "Emerson Enhancement Effect" men det har säkert växtakvaristerna.

Jag ska ge mig på den. Lite tungt skriven så det tar ett par dar.

[Benighted]

Det finns ju så många enkla sätt att göra experiment på detta så man blir galen att man inte har en sump... Behöver ju bara behöva bygga ett par "darkboxes", där man sätter fragment av samma korall i två exakt likadana lådor i samma vatten precis bredvid varandra, med enda skillnaden att den ena belyses med en blå powerled, och det andra fragmentet belyses med en röd powerled. Håller man fragmenten nära ytan så borde det räcka med en 3W LED och sen tar man fotografier med några dagars mellanrum för att se hur de utvecklas.

Jag har personligen ingen åsikt ännu om vika våglängder är positiva, neutrala resp. negativa för korallerna. Dana's experiment var ju intressant, men skulle velat att det hade varit lite mer kontrollerat än det var.

Jag har några olika LED för att fotografera reflektion/fluorescens hos koraller men måste bygga klart en test-setup för experimentet och det kommer nog ta några veckor, men har den någorlunda klar hur jag vill ha den för att kunna kompensera för en del felkällor.. Den största felkällan som jag ser jag har nu, och inte kan göra nåt åt, är att jag inte har nån optimal kamera för experimentet, bara en vanlig DSLR. Hade jag haft råd med det hade jag köpt en monokrom astronomikamera för att ta bilderna (har andra användningar för en sån kamera också ) men jag hoppas på att kunna minimera felen genom att kartlägga kamerans kvanteffektivitet +filtergenomsläpplighet.

Måste köpa fler dioder, ska välja ut exakt vilka jag ska ha för experimentet men finns allt ifrån 380nm UV-A upp till djupt röda nyanser, så ska försöka få så jämna intervall som möjligt med de olika LED:en.

Beräkningsprogrammet håller jag på och skriver om så att det ska bli möjligt att beräkna via en web-sida, än så länge håller jag på och skriver om "beräkningsmotorn" i den för att det ska vara lätt att beräkna många olika saker i det. Ju fler artiklar om pigment och ljus som hittas desto intressantare kan beräkningarna bli för man kan se hur olika koraller använder ljuset olika, så man kan hitta samband. Så alla som trycker på spännande artiklar lägg upp dem, eller pm:a om dem

Jag har många artiklar att plöja igenom och samla ihop mina tankar om innan jag kan skriva några allt för givande inlägg i den här tråden, jag vill ha lite kött på benen först... Hoppas bara intresset håller i sig ifrån några i.a.f. så att man känner en lust att fortsätta med programmet och eventuella mätningar....

[salta wille]

Bra inlägg Benighted!

När du är klar med detta experiment hoppas jag att du kan hålla ett föredrag om detta i Linköpings akvarieförening!

[Lasse]

Jag håller med Claes i det mesta han skriver i inlägg # 10 men har bara svårt för en sak som ställer till det. De mest ljuskrävande av våra koraller - Acroporor lever ju ofta på de djup där det finns en stor del rött ljus. att de är ljuskrävande i akvarier är en sak - det kan ju bero på att vi tidigare inte varit klara på det blåa ljusets biologiska funktion utan därför fått fläska på med vitt ljus för att de blåa våglängderna blir tillräckligt intensiva och nu kan minska effekten betydligt eftersom man koncentrerar sig på blått ljus.

Men - i naturen har jag sett åtskilliga acroporaskogar som lever så grunt så att de åtminstone två gånger om dygnet vistas timmatal ovanför vattnet (vid ebb). Här är det ju gott om rött ljus så det ställer frågetecken.

MVH Lasse

[Claes_A]

Det finns ju så många enkla sätt att göra experiment på detta så man blir galen att man inte har en sump... Behöver ju bara behöva bygga ett par "darkboxes", där man sätter fragment av samma korall i två exakt likadana lådor i samma vatten precis bredvid varandra, med enda skillnaden att den ena belyses med en blå powerled, och det andra fragmentet belyses med en röd powerled. Håller man fragmenten nära ytan så borde det räcka med en 3W LED och sen tar man fotografier med några dagars mellanrum för att se hur de utvecklas.

Vore verkligen kul om du (eller någon annan) ville göra ett sådant experiment. Själv är jag speciellt nyfiken på vad som händer om man mixar blått och rött ljus i olika förhållanden - hur mycket rött ljus krävs i förhållande blått ljus för att man ska se sämre koralltillväxt? Är det bara rent rött ljus som inte fungerar för koraller?

[Claes_A]

Men - i naturen har jag sett åtskilliga acroporaskogar som lever så grunt så att de åtminstone två gånger om dygnet vistas timmatal ovanför vattnet (vid ebb). Här är det ju gott om rött ljus så det ställer frågetecken.

Ja det gör det verkligen och idag så läste jag igenom en mycket klargörande artikel från 1987 av Kinzie och Hunter; Effect of light quality on photosynthesis of the reef coral Montipora verrucosa. Man kan säga att det är uppföljaren till deras första artikel som ju utgör trådstarten.

I denna uppföljarartikel så visar författarna varför stenkorallen Montipora verrucosa växer så dåligt under rött ljus men så bra under t ex blått ljus. Och det verkar inte alls handla om att rött ljus inte kan användas av zooxanthellerna för fotosyntes utan det har att göra med att rött ljus nedreglerar antalet zooxantheller i korallens vävnad. Färre zooxantheller per korallvävnadsyta ger mindre energiskörd från ljuset och sämre koralltillväxt. Låt mig gå igenom några nyckelexperiment!

En flakväxande M. verrucosa insamlandes på revet och delades i 15 bitar om 20 kvadratcentimeter. Dessa fick sedan växa i en tank med 20% solljus (skuggat med tyg) i två veckor så att vävanden läkte. Efter detta delades fraggarna upp i fem grupper som placerades i olika experimenttankar som belystes med blått, grönt, rött och vitt ofiltrerat solljus (alla ungefär 11% PAR av solljuset). Den femte belystes med fullt ofiltrerat solljus (90% PAR av solljuset). Korallerna fick stå under dessa olika ljus i 35 dagar. genomsnittsintensiteten på solljuset var 1620 W/kvm under denna tid.

Efter dess behandlingar undersöktes en rad fysiologiska parametrar relaterade till fotosyntesen hos korallerna. Först räknade man antalet zooxantheller per yta korallvävnad (lyckligtvis var Montiporan som användes i experimentet flakväxande...). Så här ser deras data ut i form av en graf:

Det som sticker ut mest är att rött ljus under 35 dagar kraftigt minskar antalet zooxantheller per yta korallvävnad. När de mätte mängden klorofyll a per yta så hade det också minskat proportionellt med hur mycket antalet zooxantheller hade minskat. Slutsatsen är att antalet zooxantheller minskar av rött ljus och de som finns kvar bibehåller sitt fotosyntetiskt aktiva klorofyll a.

Så återigen, vad är det med rött ljus och zooxantheller? Kan korallens zooxantheller ens fotosyntetisera normalt efter 35 dagar i rött ljus? Är det svält under rött ljus som gjort att zooxanthellerna har försvunnit? Svaret är nej - det är inget fel alls på fotosyntesen hos de zooxantheller som finns hos korallen.

Författarna testade detta genom att mäta fotosyntesen i en speciell kammare där syrgasproduktionen vid ljusbestrålning kunde mätas. De testade hur korallerna som stått under olika ljus i 35 dagar svarade fotosyntetiskt på ljus av olika våglängd (man testade fotosyntes under blått, grönt, rött och vitt ljus). Det mått man var speciellt intresserad av var Pmax - den maximala fotosyntesen (syrgasproduktionen) som korallen kunde förmå vid tillräcklig (mättande) ljusbestrålning.

Till att börja med måste jag fastslå att det spelade ingen roll vilken våglängd av ljus som användes för att mäta Pmax (maximal fotosyntes). Zooxanthellerna kunde använda och nå samma Pmax med alla testade våglängder från blått till rött. Det är alltså inget fel på rött ljus för fotosyntesen hos zooxantheller - de kan alldeles utmärkt använda det!

Men koraller som stått 35 dagar i rött ljus hade en kraftigt nedsatt Pmax per yta korallvävnad jämfört med koraller som stått under blått eller vitt ljus under samma tid. Detta är inte så konstigt med tanke på att vävnaden innehöll färre zooxantheller och när författarna testade Pmax per zooxanthell-cell så visade det sig inte vara någon skillnad mellan zooxanthellers fotosyntetiska maximala kapacitet om de kom från en korall som stått under blått eller rött ljus. Zooxanthellerna hos koraller som stått under rött ljus är således helt funktionella - de är bara färre!

Ett annat mått som författarna undersökte är det så kallade alfa-värdet. Alfa är den initiala lutningen på en fotosyntes-ljusstrålningskurva som man får genom att plotta fotosyntesen (syrgasproduktionen) mot applicerad ljusstyrka. Detta alfa-värde är högintressant eftersom det säger något om hur väl zooxanthellerna kan fotosyntetisera vid lågljusförhållanden. Högre alfa-värde betyder att zooxanthellen fungerar bättre vid låga ljusförhållanden. Här fann författarna något mycket intressant - alfa-värdet för koraller som stått under rött ljus var mycket lägre än om de stått t ex i blått, grönt, eller svagt vitt ljus. Endast koraller som stått i fullt vitt ljus hade ett lika lågt alfa-värde. Det betyder att koraller som stått i rött ljus inte fotosyntetiserar så bra vid låga ljusnivåer - ungefär som om de anpassats till ett mycket kraftigt ljus.

Det verkar alltså som om rött ljus har effekten på stenkoraller (i alla fall på Montipora) att de nedreglerar antalet zooxantheller i sina vävnader och de kvarvarande zooxanthellerna ändrar sin fysiologi så att de inte fungerar bra under svagt ljus men bra under starkt ljus. Inte undra på att korallerna inte växer under rött ljus - de verkar ju "tro" att de står under en enormt stark sol och anpassar sin fysiologi till detta.

Författarna till artikeln föreslår att rött ljus eller snarare mängden rött ljus i förhållande till blått ljus kan fungera som en indikator för var korallen är belägen. Rött ljus finns ju bara närmare ytan där ljuset är mycket starkare och när korallen känner av det så nedreglerar den antalet zooxantheller och deras kapacitet att fungera under svaga ljusförhållanden.

Vad kan vi då extrahera ur detta för akvariebruk? Ja, rött ljus är nog inget vi ska stråla våra koraller med om vi inte erbjuder dem riktigt starkt ljus eftersom de verkar svara på rött ljus genom att stänga ned sin fotosyntes. Den som vill vara mer ekonomisk med ljuset gör klokast i att undvika röda våglängder. Korallodlaren satsar på blått ljus, möjligen med inslag av grön-gult ljus.

Å andra sidan är rött ljus en väg till att få koraller med färre förmörkande zooxantheller. Röda våglängder kanske är ett trick för den som vill få fram de där snygga ljusa stenkorallerna som många strävar efter? Men det är i så fall en balans - för mycket rött i ljuset och koraller nedreglerar sina zooxantheller till den grad att de svälter ihjäl. Jag noterar att firma Korallenzucht som ju drivit ljusa färggranna SPS-koraller till sin spets har en 5-6% rödandel i sina Coral Light-lysrör; man gör dessutom en poäng av det i produktbeskrivningen: "die Röhre hat einen ca 5-6%igen Rotanteil, dieser ist sehr wichtig für kleinpolypige Steinkorallen." (röret har en 5-6%-ig rödandel som är mycket viktig för SPS)

Ändrat 27 september 2010 av Claes_A
Lite typos så att det blir läsligt...

[Lasse]

Se där - nu är jag med och det var ju en elegant och logisk beskrivning. Just flakväxande montiporer har jag sett både ner på 5 meter och enstaka exemplar i kanterna vid grundväxande acroporskogar.

Det blir mer och mer intressant och man måste ta av sig hatten för en organism som är så genetisk kodad för förändringar och olika miljöer.

MVH Lasse

[LN21]

Kanoninlägg Claes A.

[Capote]

@Claes: Tack igen för all energi du lägger i detta!

Intressant läsning.

[Janne]

Kul att det mynnade ut i något matnyttigt, nu blir man sugen på mera ZEOspur-ljus(rött ljus).

Kör idag 2 st. 54w Fidji Purple med 2 st. BLV 250 W 10 000k + 2 st. BLV 250 W 20 000k.

T5orna går hela tiden och sen delar MHna på tiden, vitt ljus på dagen och blått på kvällen, en timme med 1 kw MH när de går omlott med varandra.

/Janne

[Claes_A]

Ja nu när det finns ett teoretiskt ramverk för vad rött ljus gör med stenkoraller så vore det intressant att testa olika mängder rött i förhållande till andra våglängder. Ser man verkligen en påverkan på zooxanthellernas antal och deras innehåll av fotosyntetiska pigment under ljus med en mindre andel rött ljus eller krävs det ganska extrema monokromatiska situationer för att få dessa effekter? Öppna frågor!

Men jag tycker att modellen som säger rött ljus styr stenkorallers fotosyntes via deras zooxantheller är är mycket attraktiv. Jag har inte hittat något publicerat om det sedan 80-talet när jag har sökt.

Såg att Fiji Purple är rena Grolux-röret med toppar i blått och rött (spektrum). Vore mycket intressant att se hur koralltillväxt ser ut under sådant ljus jämfört med bara blått ljus - både korallens tillväxt och färg. Bara rött ljus vet vi ju redan att det skulle ta livet av korallen genom kraftig blekning.

[Ferngren]

Mycket intressant läsning.

Det blir att sätta in ett Fiji-Purple rör i min ramp. Den ger då ca 7% rött ljus i min setup Då kanske färgerna blommar ut ännu mer.

Det får ersätta ett av de vita rören (har idag 2 blå + 2 vita + 2x250W MH)

[NiXoN]

Jag körde flera Aquarelle(50%) rör i mitt odlingskar ett tag men märkte inte av någon Zeospur effekt;)http://www.dionaeadiversity.com/articles/photos/philips%20aquarelle.jpg

Undrar dock om det krävs en kraftigare exponering till bara det röda spektrat?

//NiXoN

[Janne]

Såg att Fiji Purple är rena Grolux-röret med toppar i blått och rött (spektrum). Vore mycket intressant att se hur koralltillväxt ser ut under sådant ljus jämfört med bara blått ljus - både korallens tillväxt och färg. Bara rött ljus vet vi ju redan att det skulle ta livet av korallen genom kraftig blekning.

Visst är det mycket Grolux över Fiji Purple, jag tycker det är mycket fokus på tillväxt, så länge man inte odlar så byter jag gärna tillväxt mot finare koraller. Det röda tar ju även bort det kalla och framhäver röda och rosa koraller, även fiskarna blir finare, nu pratar jag rent estetiskt.

Jag körde flera Aquarelle(50%) rör i mitt odlingskar ett tag men märkte inte av någon Zeospur effekt.

Det är ju mycket annat som ska stämma också, gäller ju även ZEOspur.

/Janne

[Benighted]

Mycket intressanta inlägg här, tycker det är intressant att det inte skrivits mer vetenskapliga artiklar om det på över 20år. Det jag undrar mest över är just vad denna nedreglering av zooxer beror på, är det så att zooxerna själv nedreglerar sin förökning, eller om korallerna aktivt slänger ut zooxerna beroende på ljuset, och om skälet till det är att korallen gör det för att det gynnar dem eller om det bara är en biverkning av något annat. Rent spånande bara här, t.ex. skulle det kunna vara att zooxerna i sig själv skapar nånting som retar korallen så att den spyr ut det. Mekanismerna bakom rödkänsligheten är ju inte klarlagd som jag förstår det, och man blir ju ännu mer intresserad av att köra experiment själv. Finns ju enkla sätt att undersöka om beroendet är på grund av intensiteten av det röda ljuset, proportionen blått/rött ljus eller nåt annat genom att utöka experimentet ovan genom att ha flera lådor med olika proportioner av rött och blått ljus ifrån rent rött till rent blått. LED ser jag som den perfekta ljuskällan, för det finns LED med toppar nära klorofyllets maximala absorption.

Sen är ju jag egentligen personligen, kanske egoistiskt, mest intresserad av hur man optimerar utseendet hos korallerna i hemmet genom ljuset, vilket ju kanske är en lite annan fråga än den primära frågan i den här tråden. För min del spelar det ingen större roll om tillväxten minskar av att jag har rött ljus, om det lyfter fram pigment hos korallen.

En annan fråga jag kan tycka är intressant är, reagerar korallerna på något annat sätt när de utsätts för rött ljus, som ändrar de växtsätt på något sätt, som att de växer mer kompakt för att de tror de får mer ljus än de får. För då kan man ju tänka sig att man kan få annan form på kolonierna genom att ändra ljuset. För mig är det ju uppenbart att koraller som är väldigt ljuskrävande, hos mig (med ett rätt starkt blåbetonat ljus) drar sig mot ljuset då skulle man ju kunna tro att de om de tycker det verkar vara ett väldigt starkt ljus så minskar de denna dragning. Bara idéer som jag kastar ut i världen