Coral 'Twilight Zone' Onthult Nieuw Type Fotosynthese

{h1}

Vier jaar extreem duiken in de rode zee onthult een nieuwe methode van fotosynthese bij slecht verlichte koraalriffen.

Meer dan 200 voet (60 meter) onder het oppervlak van de oceaan, waar het water koud is en slechts ongeveer 1 procent van het daglicht erboven doordringt, is een vage, blauwe wereld vol met weinig begrepen wezens. Nu hebben onderzoekers ontdekt dat de koralen die deze "schemerzone" bewonen een nog nooit eerder geziene aanpassing hebben ondergaan die hen in staat stelt voldoende lichtenergie uit te pluizen om te overleven.

De fotosynthetische algen die erop leven en deze koralen van stroom voorzien, hebben een ongewoon mobiel "machinepark" dat hen in staat stelt om fotosynthese efficiënter uit te voeren dan soorten die op ondieper diepten leven, zo meldden de onderzoekers op 17 oktober in het tijdschrift Frontiers in Marine Science.

"Het is anders dan alles wat we op het land hebben gezien, of iets dat we zelfs op de ondiepe riffen hebben gezien," zei David Gruber, een zeebioloog aan de universiteit van New York en een van de onderzoekers van het onderzoek. [Zie foto's van de Deep 'Twilight' Coral Reefs]

Een beperkte bron vastleggen

Op het land en in het water gebruiken planten cellulaire structuren die licht-oogende complexen worden genoemd, of fotosynthetische antennes, om fotonen (lichtdeeltjes) op te vangen en overbrengen naar de fotosynthetische complexen die licht omzetten in bruikbare energie. De fotosynthetische antennes zijn gemaakt van verschillende eiwitten en chlorofylpigmenten. In doffe bossen aan land ontwikkelen planten in het kreupelhout vaak zeer grote antennecomplexen om elke druppel licht uit de lucht te wringen, zei Gruber.

Mesofotische riffen, ook bekend als twilight-riffen, bestaan ​​in een eeuwigdurende staat van zwakke blauwheid.

Mesofotische riffen, ook bekend als twilight-riffen, bestaan ​​in een eeuwigdurende staat van zwakke blauwheid.

Krediet: Mike Lombardi

Maar dat is niet wat de onderzoekers 213 voet (65 m) verderop in de noordelijke Rode Zee vonden toen ze verzameld koraal verzamelden Stylophora pistillata van riffen daar. In het koraal worden symbiotische algen genoemd Symbiodinium, die het koraal zuurstof en energie leveren uit fotosynthese in ruil voor voedingsstoffen en bescherming. Dit zorgt voor relatief eenvoudig leven in ondiepe riffen, waar zonlicht overvloedig aanwezig is. Maar onder ongeveer 130 voet (40 m), wordt de oceaan zwak. Dit is de "mesofotische" zone, waar het altijd schemert. Op ongeveer 100 m (330 voet) kan slechts 1 procent van het zonlicht eronder naar beneden reiken. En alleen blauwe golflengten van licht kunnen doordringen.

Het is misschien logisch dat algen in de mesofotische zone enorme fotosynthetische antennes bouwen. Maar dat is niet wat Symbiodinium doet. Toen Gruber en collega's van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem en de Universiteit van Haifa, beide in Israël, de dieplevende algen analyseerden, ontdekten ze dat de algenantenne-structuren eigenlijk kleiner waren dan die van ondieper Symbiodinium algen.

Extreme omgeving

In plaats van grotere antennes te bouwen, paste de algen zijn lichtverzamelingssysteem aan. Planten zoals algen hebben twee soorten cellulaire machines voor het omzetten van licht in suikers: fotosysteem I en fotosysteem II. Symbiodinium vertrouwt meer op fotosysteem II maar positioneert de cellulaire machinerie dicht bij de machine van fotosysteem I. Dit maakt het gemakkelijker voor de twee systemen om energie te delen. Ze passen ook de soorten lichtstrelende eiwitten aan in hun celmembranen, aldus de onderzoekers. [Afbeeldingen: Kleurrijke Koralen van het Diep Barrièrerif]

Duiken naar deze koraalhabitats is moeilijk voor de mens; commerciële duikers gaan meestal niet onder ongeveer 130 voet. Om in de schemerzone van de Rode Zee te komen, trokken de onderzoekers onder leiding van hoofdduiker Shai Einbinder driekamp rebreather-systemen aan, waarmee duikers lager kunnen gaan met een kleiner risico op ernstige problemen zoals stikstofnarcose (een veranderde toestand van bewustzijn dat optreedt wanneer stikstof in de bloedbaan komt bij de verhoogde druk waargenomen bij extreme waterdiepten). Toch blijven duikers maar een paar minuten liggen omdat ze heel langzaam moeten stijgen om in evenwicht te komen met de lagere drukken aan de oppervlakte en zo decompressieziekte te voorkomen, ook wel bekend als "de bochten", zei Gruber.

In de loop van vier jaar duiken, namen de wetenschappers enkele monsters van diep rifkoraal en brachten ze over in ondiepe omgevingen, en namen ondiepe koralen en brachten ze over naar diepere gebieden. Ze deden dit langzaam en bewogen de koralen elke twee weken slechts 16 voet (5 m). Ze ontdekten dat de koralen verzameld in waterdiepten van ongeveer 10 meter op 213 voet konden blijven hangen. Koralen uit de diepte konden echter niet overleven op ondiepe diepten. Ze misten de natuurlijke verbindingen die koralen beschermen tegen het schadelijke ultraviolette licht van de zon.

'Ze hadden niet het' zonnescherm ',' zei Gruber. "Het licht brandde ze gewoon uit."

De onderzoekers bestudeerden slechts één soort algen, en er zijn waarschijnlijk nog veel meer aanpassingen tussen de fotosynthese van mesofiele riffen, zei Gruber.

"Ik ben nooit onder de indruk van de manier waarop de natuur unieke eigenschappen heeft ontwikkeld om leven mogelijk te maken in sommige van de meest ogenschijnlijk onherbergzame plaatsen," zei hij.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




Onderzoek


Kan Een Tornado Een Rivier Oversteken?
Kan Een Tornado Een Rivier Oversteken?

Wat Is De Forest Stewardship Council-Certificering?
Wat Is De Forest Stewardship Council-Certificering?

Science Nieuws


Huiselijk Geweld Wordt Vaak Veroorzaakt Door Jaloezie
Huiselijk Geweld Wordt Vaak Veroorzaakt Door Jaloezie

'S Werelds Kleinste Motoren Zouden Microscopisch Kleine Robots Kunnen Maken
'S Werelds Kleinste Motoren Zouden Microscopisch Kleine Robots Kunnen Maken

'Cork' Gletsjer Houdt Zeeniveau Op Rising May Pop
'Cork' Gletsjer Houdt Zeeniveau Op Rising May Pop

Hoe Kunstmatige Fotosynthese Werkt
Hoe Kunstmatige Fotosynthese Werkt

Hoe U De Opwarming Van De Aarde Kunt Bestrijden
Hoe U De Opwarming Van De Aarde Kunt Bestrijden


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com