Portaalsite voor de échte zeeaquariaan

Zoeken op de site

Sponsors

Reactie van steenkoralen op licht van verschillende golflengte en sterkte

Reactie van steenkoralen op licht van verschillende golflengte en sterkte.


Dit artikel geeft een indruk hoe en waarom bepaalde koralen reageren (of niet) op lichtsterkte en de golflengte van dit licht. Dit is van belang om te begrijpen welke soort licht we de koralen moeten geven om ze maximaal te voeden, zodat ze ook in onze aquaria  gezond blijven. Het laat ook zien waarom het kleurenspectrum van de lampen boven het aquarium zo belangrijk is.

O. Levy*, Z. Dubinsky and Y. Achituv: Photobehavior of stony corals: responses to light spectra and intensity, The Journal of Experimental Biology 206, 4041-4049 (2003)

Vertaling: Rien van Zwienen

 

Inleiding

Binnen de steenkoralen, gorgonen en anemonen is er verschillend gedrag wat betreft het samentrekken en uitzetten van de poliepen en tentakels. De meeste steenkoralen expanderen hun poliepen alleen ’s nachts.  Slechts een paar soorten expanderen hun poliepen gedurende de dag en enkelen hebben hun poliepen altijd uit staan. Koralen die hun poliepen ’s nachts openen, houden die tot de schemering open. Echter, een lichtbundel of aanraking kan er voor zorgen dat de tentakels onmiddellijk weer intrekken.

Zowel steenkoralen als diverse andere rif organismen bevatten eencellige algen, genaamd zoöxanthellen, die in een groot gedeelte van hun energiebehoefte voorzien via fotosynthese. Koralen zijn vleeseters en omdat zoöplankton vooral ’s nachts aanwezig is, wordt er aangenomen dat de meeste koralen hun tentakels expanderen om dan hun prooien te vangen.  De mate van expansie zou beïnvloed kunnen worden door stroming en aanwezigheid van voedsel.

In anemonen met zoöxanthellen  is er  verband tussen fotosynthese en de mate van expansie. Anemonen met veel zoöxanthellen zijn voortdurend uitgezet, terwijl dieren met weinig of geen zoöxanthellen gedurende de dag instaan.

Er is onderzoek gedaan naar het expansie gedrag van het  Montastrea cavernosa koraal . In ondiep water blijven veel poliepen gedeeltelijk uit staan, dit wordt wel dag-gedrag genoemd. Nachtgedrag  of tentakel expansie gedurende de nacht werd op dieptes groter dan 20 meter gezien. Op die dieptes werd er zelden overdag poliep expansie gezien. Dit verschillende gedrag  is waarschijnlijk te verklaren door het  verschil in zoöxanthellen dichtheid. Er wordt aangenomen dat dagactieve kolonies meer zoöxanthellen hebben dan de nachtactieve.

Koralen kunnen goed gedijen in voedselarme wateren vanwege hun symbiose met zoöxanthellen. Aan hun koolstof en energie behoeftes wordt voldaan met verschillende soort- specifieke fotosynthetische producten en door het vangen van zooplankton, in sommige gevallen aangevuld met kleine bijdragen van opgeloste organische stoffen en bacteriën.

Op het koraalrif bij Eilat, in de noordelijke Rode Zee, zetten de Favia favus en Plerogyra sinuosa koralen ’s nachts hun poliepen uit en trekken die weer in bij de dageraad.

Goniopora lobata en Stylophora pistillata hebben hun poliepen altijd uit staan.

 

 

 

 
Favia favus Goniopora lobata Plerogyra sinuosa Cladopsammia gracilis Stylophora pistillata


 

                                                    Fig.1  vijf onderzochte koraalsoorten

 

 

De licht omgeving is een belangrijke factor bij de productiviteit,  fysiologie en ecologie van koralen. Onderwater neemt het licht exponentieel af  met de diepte, volgt ruwweg de wet van Lambert-Beer. Het licht wordt onderwater ook verzwakt door opgeloste en zwevende deeltjes, en heel belangrijk, door fytoplankton. Licht verzwakking is niet gelijk voor alle golflengtes, en de waterkolom werkt als een monochromator, verkleint het spectrum van het verst doordringende licht tot een relatieve nauwe bandbreedte. In de heldere wateren rond het tropisch rif, is de uitdoving van het violet en blauwe gedeelte van het spectrum minimaal, terwijl de uitdoving groter is bij langere golflengtes (rood). Echter, in zulke “blauwe woestijn achtige” ondiepe wateren kunnen koralen ook blootgesteld worden aan behoorlijke hoeveelheden rode golflengtes en het niet zichtbare UV licht.

 

Recentelijk is aangetoond dat koralen met zoöxanthellen, zelfs blauw maanlicht, dat bestaat uit de verst doordringende golflengtes in gebieden waar koraalriffen voorkomen, opnemen.

Het doel van deze studie was om uit te vinden of het expanderen en intrekken van poliepen van koralen met zoöxanthellen gebeurt als een directe reactie op licht, of als een indirecte reactie, geïnitieerd door de fotosynthetische activiteit van de symbiotische algen.

We onderzochten de mogelijkheid dat de expansie en intrekking van tentakels de fotosynthese optimaliseert.

We onderzochten expansie en intrekken als gevolg van verschillende licht intensiteiten en golflengtes over verschillende periodes, inclusief het geen zoöxanthellen bevattende koraal Cladopsammia gracilis.

We bestudeerden de absorptie en actie spectra voor fotosynthese en verdeling van zoöxanthellen binnen de koralen. Tevens werden de fotosynthetische karakteristieken van de vier bestudeerde koralen bestudeerd.

Stukken koraal van de volgende rifbouwende steenkoralen: Favia favus, Goniopora lobata, Stylophora  pistillata en Plerogyra sinuosa en het geen zoöxanthellen bevattende koraal Cladopsammia gracilis werden van 5-7 meter diep  van het koraalrif bij Eilat gehaald. Deze kolonies (kleiner dan 6 cm) werden in het laboratorium in een ondiep aquarium geplaatst. Na een gewenningsperiode vertoonden ze hetzelfde expansie/intrek gedrag als hun niet verplaatste broertjes/zusjes op het rif.

 

Resultaten

 

 

Het meeste licht, op

5 meter diepte, op een heldere dag, is rond het middaguur, 12-13 uur (zie fig. 2. Er is een kleine afname bij golflengtes > 600 nm. Er was toch een behoorlijke penetratie van alle golflengtes tussen 400 en 700 nm bij 5 meter diepte.  De verdeling van het licht onderwater, varieert gedurende de dag door veranderingen van de invalshoek van het zonlicht en rond het middaguur dringt er bij alle golflengtes het meeste licht door.

 

 

 

Fig 2.  3-dimensionaal beeld van licht opbrengst op 5 meter

diepte in de golf van Eilat.

violet

400 tot 450 nm

blauw

450 tot 500 nm

groen

500 tot 550 nm

geel

550 tot 600 nm

oranje

600 tot 650 nm

rood

650 tot 700 nm

Tabel 2    Golflengtes (nm) van verschillende kleuren licht

Poliepen van de Favia favus trekken zich binnen 5-6 minuten bij lage lichtintensiteiten volledig in bij golflengtes van 400-520 nm. (fig.3A,B)

Bij hoge  lichtintensiteiten reageren de poliepen bij golflengtes tussen  660 en 700 nm. Poliep contractie tussen 540 en 640 nm was erg langzaam onafhankelijk van de hoeveelheid licht.

 

 

 

 

Fig. 3. Actie diagram voor poliep contractie bij Favia favus and Plerogyra sinuosa (zwarte rondjes). (A) vergelijking F. favus poliep contractie tegen lichtspectrum geabsorbeerd bij zoöxanthellen bij grote lichtsterkte (openvierkantjes) (B) vergelijking F. favus poliep contractie tegen lichtspectrum geabsorbeerd bij zoöxanthellen bij lage lichtsterkte (openvierkantjes). (C) vergelijking P. sinuosa poliep contractie tegen lichtspectrum geabsorbeerd bij zooxanthellen bij grote lichtsterkte  (openvierkantjes). Goniopora lobata, Stylophora pistillata en Cladopsammia gracilis reageerden helemaal niet op licht, van welke golflengte dan ook. Kolonies van Plerogyra sinuosa, blootgesteld aan veel licht, trekken hun poliepen in bij golflengtes tussen 400-540 nm.  Dit koraal reageerde ook op licht van 660nm (fig. 3C). Golflengte van 400-540 nm had een duidelijk anders effect dan 560-700 nm. Bij koralen die reageerden op de lichtprikkels, werden de golflengtes waarbij ze het meest effectief waren om hun poliepen in te trekken  in verband gebracht met de absorptie spectra van hun symbiotische algen (fig. 3A en B) Bij P.sinuosa, was het verband  tussen de spectrale absorptie van de zoöxanthellen en het actie spectrum van de poliepen significant. Poliep contractie in het koraal Cladopsammia gracilis (zonder zoöxanthellen)  gebeurde niet onder invloed van licht, van welke golflengte dan ook. Zelfs zeer grote lichtsterktes hadden geen effect. De spectrale gegevens van de verschillende pieken laten zien dat meeste van de belangrijkste pigmenten behoorlijke absorptie hebben tussen 400-540 nm, met grootste pieken tussen 440-480 nm. Het breedste absorptie spectrum profiel b

Inloggen Registreren

Uw account aanmelden

Gebruikersnaam *
Paswoord *
Onthoud mij

Account aanmaken

Velden met een sterretje (*) zijn verplicht.
Naam *
Gebruikersnaam *
Paswoord *
Herhaal paswoord *
E-mail *
Herhaal e-mail *

Foto van de maand

Acanthurus leucosternon 19 12 2007 075

Acanthurus leucosternon ( Twan Peeters)