Колір коралів - чому залежить корали - статті, бізнес

Колір коралів - чому залежить?

У рифоутворюючих крупнополіпових жорстких коралів (LPC, large polyped stony corals), наявність флуоресцентного червоного або оранжевого пігменту, зазвичай типу фікоеретріна, означає, що корал поглинає зелене світло. У деяких коралів яскрава флуоресцентна забарвлення не видно під звичайним світлом, її можна побачити тільки при зеленому або синьо-зеленому освітленні. Світло в митних прибережних водах тільки зеленого спектра. Червоний пігмент типовий для коралів з цієї області і глибоководних зон. Іноді зустрічаються червоні форми таких водоростей як Cycloseris, Cynarina, Trachyphyllia, Lobophyllia, Symphyllia, і Blastomussa. Для них підходить яскравий, але непрямий акваріумний світло (тобто водорості не треба розташовувати безпосередньо під лампою). Освітлення з переважанням зеленого спектра посилить їх колір, правда, інші жили акваріума при цьому будуть виглядати сірими і тьмяними.

Зелений флуоресціюючий білок (green fluorescent protein, GFP)

Ефект освітлення у флуоресценції коралів

Найбільш ранні дослідження забарвлення коралів зосередилися на якісних оцінках кольору і кількісних вимірах їх спектральних характеристик. Вже давно було помічено, що в багатьох випадках яскраві, натуральні кольори коралів були посилені флуоресціюючими пігментами, знайденими в тканинах тварини. Цей ефект особливо помітний в тих коралах, в чиїй забарвленні переважає помаранчевий або червоний кольори, і які знаходяться на такій глибині, де ці кольори зникають через властивостей води пропускати хвилі цієї довжини тільки на певну відстань.

Як відомо більшості акваріумістів, корали можуть бути дуже барвистими і без наявності флуоресціюючих пігментів. Корали переважно коричневого кольору через наявність в ендодерми зооксантелл, бурих симбіотичних водоростей. У тканинах (переважно в ектодермі) можуть бути присутніми інші пігменти. Коли корал втрачає зооксантелли або пігменти зооксантелл, корал блідне. Інтенсивний бурий пігмент зооксантелл може посилювати інші кольори, або повністю їх приховувати. Також, швидкорослі верхівки розгалужених коралів (напр. Acropora) або краю пластинчастих видів (напр. Montipora capricornis) майже не мають зооксантелл, тому справжня забарвлення тканини корала видно добре.

Загалом, флуоресцентні пігменти поглинають ті хвилі, які

1. добре поширюються в воді

2. мають високу флуоресціюючу ефективність

3. випускають тільки флуоресцирующие хвилі, які слабо загасають у воді

4. випромінюють на тих довжинах хвиль, до яких людське око є чутливішим, і які здатні призвести найсильніший флуоресціюючий ефект на зір людини.

Особливо це помітно на тих коралах, які випромінюють помаранчевий діапазон спектра, який досить загасає в воді, щоб нівелювати вплив падаючого і відбитого світла, але не настільки сильний, щоб зменшити випромінюється світло. Ці корали добре поглинають зелену частину спектру, яка добре пропускається водою. Зелений пігмент найпоширеніший в коралах. Він флуоресціює в тій частині спектру, яка добре пропускається водою, і, отже, буде придушуватися розсіяним світлом. Проте, висока активність цього пігменту і чутливість людського ока до зеленого кольору в результаті дають високий рівень видимої флуоресценції. За контрастом з двома попередніми пігментами, синьо-зелений пігмент нелегко спостерігати в природі з кількох причин. Ця частина спектра добре поширюється в воді, і тому ступінь відображення висока. У поєднанні з низькою ефективністю і невеликий насиченістю кольору, відбивна здатність досить велика, щоб придушити флуоресценцию, що випромінюється під розсіяним денним світлом. Завдяки цим факторам, зелений і помаранчеві кольори найбільш добре видно дайверам, і є найбільш пронизливими, якщо спостерігати їх в акваріумі під лампами з високою температурою за шкалою Кельвіна. Для акваріумістів ці спостереження допомагають пояснити, чому корали стають певного кольору під певними лампами. Очевидно, що лампи в синьому спектрі, такі як лампи Actinic O3, виробляють світло в такому вузькому спектрі випромінювання, що корали, освітлені ними, стануть яскраво флуоресцировать. Також цікаво додати трохи зеленого світла, щоб стимулювати ті корали (напр. Cynarina і Trachyphyllia), які можуть містити червоний або помаранчевий флуоресцирующие пігменти.

Одне але: просте наявність флуоресціюючих пігментів або будь-якого іншого кольору, не повинно служити знаком того, що ці пігменти виконують певні функції, які стосуються висвітлення або фотосинтезу. Звичайно, на наявність кольору є своя причина, але можливо є якісь біологічні або хімічні функції пігменту, які не мають відношення до впливу світла на корал, і колір може бути просто побічним продуктом. Ніхто поки не знає, які функції у більшості коралових пігментів, і деякі можуть бути просто результатом генетичної різноманітності.

Зооксантелли містять пігмент, залучений в фотозахисна активну фотоінгібірованіе (тобто ксантофилл діадіноксантін і діатоксантін), які поглинають надлишки світла і не дозволяють йому стимулювати фотосинтез. Ці пігменти поглинають синє світло, але не червоний. Оскільки зооксантелли не мають можливості швидко реагувати і захищати від червоного світла, вони можуть знебарвлюватися під впливом занадто великої кількості червоного світла. Експерименти Редла з червоним світлом підтверджують це і припускають, що червоне світло може грати роль регулятора чисельності зооксантелл і їх пігментації.

Звичайно, для акваріумістики є важливими ці висновки про роль червоного світла в регулюванні чисельності і пігментації зооксантелл коралів, які перебувають в акваріумах. Правильна комбінація червоного і синього спектрів може дати наступний результат: флуоресціюючий колір стимулюється синім спектром, тоді як червоне світло пригнічує пігмент зооксантелл. Зникнення коричневого кольору тла дозволить білому скелету коралів стати більш видимим, і за рахунок цього флуоресціюючий колір стане більш яскравим і насиченим.

Ми обговорили зелений, синій, рожевий і помаранчевий флуоресцирующие пігменти так, як ніби вони виникають в коралах незалежно один від одного. Насправді, для коралів не є незвичайним володіння декількома пігментами на додачу до пігменту зооксантелл. Коли в тканини знаходяться два пігменту, результат виходить дуже цікавим. Корал може бути помаранчевим на глибині 28 метрів, а при сонячному світлі (або при зйомці спалахом) виявитися зеленим (грибоподібний корал Cycloserus sp.). Зооксантелли в коралах, що живуть в затінених місцях або на великій глибині, змінюють співвідношення своїх фотопигментов і стають більш сприйнятливими до поглинання червоних світлових хвиль (Titlyanov et al. 1980). Навколишній синьо-зелене освітлення на такій глибині створює червонувато-оранжеве флуоресценцию, яка більш ефективно поглинається зооксантелламі, збільшуючи фотосинтез в такій бідній світлом середовищі. Спалахи при зйомці викликає в глибоководному коралі зелену флуоресценцію. Цей зелений пігмент міг поглинути червоне світло від спалаху, надаючи захист від сильного потоку світла, який міг пошкодити зооксантелли. У коралах, що мешкають в прибережних водах, таких як рожева форма Pocillopora, інтенсивні сині хвилі яскравого сонячного світла провокують утворення рожевого пігменту. Її видно набагато краще, ніж основний зелений пігмент, який можна побачити, використовуючи синє світло. Можливо, рожевий пігмент може брати участь не тільки в відображенні червоного світла, а й в поглинанні зеленої флуоресценції, простимулювати потужним синім світлом на мілководді. Таким чином, є можливість двом пігментів працювати разом, щоб захистити корал. Однак чи буде лежить в основі зелений пігмент поглинати помаранчеву флуоресценцию в прикладі з глибоководним грибоподібним коралом, пригнічуючи його імовірно підсилює фотосинтез ефект?