Влияние типа ламп на спектральные характеристики света и рост аквариумных растений

[борисфен]

Касательно ссылок. Первая - очень спорная. Я не настолько разбираюсь в вопросе, чтобы дискутировать на эту тему, но идея мне кажется довольно сомнительной . Вторая - неплохой учебник.
Во второй говорится, что САМ - наиболее молодой тип фотосинтеза. Я тоже долго в это верил, потому что нам так сказали, и еще говорили что САМ - это частный случай от С4. Но это утверждение опирается на данные 20-30 летней давности. Посудите сами:
1. Оба типа фотосинтеза биохимически действительно почти идентичны. Но САМ-фотосинтез происходит в отдельно взятой клетке, в т.ч. и обособленно от других клеток. Для С4 типа необходима многоклеточная анатомия.
2. САМ сам по себе не спасает от избытка кислорода и фотодыхания. Скорее он связан с оптимизацией обмена углерода (рециклизация СО2 из дыхания напрямую на фотосинтез) и вполне может быть первичноводным приспособлением, которое ксерофиты повторно приспособили к своим нуждам.
3. С4 тип встречается только у отдельных представителей наиболее продвинутых семейств покрытосеменных. САМ есть также и у споровых сосудистых растений, у отдельных диатомовых и даже у цианобактерий.
Исходя из этого, вполне возможно, что как раз САМ - достаточно древний механизм повышения эффективности утилизации СО2, а С4 - новая частная его модификация, связанная с ростом концентрации О2 в атмосфере.

[Vasnecov]

2 борисфен.
Логичные вопросы:
1. почему растения умеренных широт не защищаются от избытка кислорода - неужели на наших широтах другой состав атмосферы
2. каким образом шла эволюция растений в направлении освоения жизненного пространства на земле.

[BЛАДИМИP]

Борисфену респект, но ТАКОЙ текст требует картинки. Вот, хотябы из Википедии.

[борисфен]

Допис від Vasnecov

2 борисфен.
Логичные вопросы:
1. почему растения умеренных широт не защищаются от избытка кислорода - неужели на наших широтах другой состав атмосферы
2. каким образом шла эволюция растений в направлении освоения жизненного пространства на земле.

Состав атмосферы тот же. Но:
1. С повышением температуры:
- растет скорость ферментативных реакций, в т.ч. фотолиза воды и карбоксилирования
- растет скорость диффузии
- падает растворимость газов в воде.
Я не готов подробно рассматривать кинетику всех этих процессов, но ученые за нас уже все посчитали, и оказалось, что с повышением температуры вследствие недостаточной эффективности транспорта СО2 в клетку и О2 из клетки увеличивается соотношение скоростей фотодыхания/карбоксилирования.
2. С повышением интенсивности освещения: растет скорость фотолиза воды - растет скорость образования рибулозо-1,5-бисфосфата (субстрат для RUBISCO) - растет скорость работы RUBISCO и фиксации СО2. При константной скорости диффузии имеем ту же картину, что и в п.1: недостаточная эффективность транспорта газов в листе - рост соотношения фотодыхание/карбоксилирование.
3. В пересчете на фиксацию 1 углерода С4 тип фотосинтеза почти вдвое менее эффективен по сравнению с С3 (см. предыдущие посты). Т.е. его применение должно быть чем-то оправдано - и оправдано оно только при высоких температурах и ярком освещении, что мы обычно наблюдаем в тропическом и экваториальном поясах, но не в умеренном. Для умеренного пояса потери вследствие фотодыхания оказываются меньше, чем потери на двойную фиксацию СО2.
4. И теперь, если мы поимеем достаточно смелости, чтобы отбросить идеи божественной длани и признать, что эволюция - процесс в известной степени вероятностный, то картина с распределением разных типов фотосинтезов по разным эконишам станет более понятной. .
А вопрос №2 я попросил бы уточнить. В такой широкой постановке я не готов на него ответить (а мэтр целую книжку по этому поводу написал бы; или даже две ).

2 Bactrian: сорри, добавил к тому тексту две картинки из ссылки Vasnecov'a

Добавлено: сорри, обсчитался и переоценил затраты на дополнительное карбоксилирование в САМ/С4. Там теряется только 1 АТФ. Но это не влияет принципиальным образом на остальное изложение.

[Vasnecov]

борисфен
все верно
Но к чему мы приходим - что на самом деле, основное - это потеря влаги листом в результате транспирации газов. Что естественно привело к С4, а в случае сильно засушливых условий - к САМ-у, и, соотвественно, должно менее затрагивать те растения - которые мы выращиваем в аквариумах. Т.е. С4, и тем более САМ - скорее исключение из правил, и уж тем более не будет присутствовать в водных формах, как ненужное.

[борисфен]

Допис від Vasnecov

Но к чему мы приходим - что на самом деле, основное - это потеря влаги листом в результате транспирации газов. Что естественно привело к С4, а в случае сильно засушливых условий - к САМ-у, и, соотвественно, должно менее затрагивать те растения - которые мы выращиваем в аквариумах. Т.е. С4, и тем более САМ - скорее исключение из правил, и уж тем более не будет присутствовать в водных формах, как ненужное.

Нет. С4 - это защита не от потери влаги. Темновая стадия у С4 проходит на свету, как и у С3, и устьица у них на свету тоже открыты. С4 - это игра на градиенте концентраций газов, и это адаптация к высокоскоростному фотосинтезе в условиях избытка О2 и нехватки СО2. Для водных растений С4 действительно мало актуален - но в основном из-за чрезмерных затрат на двойную фиксацию СО2.
САМ - это механизм оптимизации использования СО2 в любых условиях. Для ксерофитов это действительно защита от чрезмерной транспирации: днем устьица закрыты, чтобы не высохнуть - значит днем реакции темновой стадии фотосинтеза стоят - значит надо их запускать ночью - и почему бы заодно не использовать для этих реакций выдыхаемый самим растением СО2?
Для водных растений ситуация иная: поступление СО2 круглосуточно медленно - при сильном освещении образуется избыток доноров высокоэнергетических электронов и водорода (НАДФ*Н) - для утилизации этого избытка можно использовать фиксированный ночью СО2, в том числе и выдыхаемый самим растением. Т.е. САМ для водного растения - это попытка максимально использовать избыток световой энергии в условиях нехватки СО2. При переходе этого растения в надводную форму САМ оказывается ненужен, т.к. скорость диффузии газов вполне достаточна, а экономить воду в условиях болота нет необходимости.
Поэтому и выходит: С4 под водой отключается даже у тех, у кого он есть, а САМ - как раз включается, но только при избыточном освещении.
С прагматически аквариумной точки зрения способность травы к САМ - это возможность выращивать ее при ярком свете без подачи СО2. А вот будет ли включаться этот механизм при ярком свете + СО2 - не знаю (это зависит от механизмов регуляции; если переход на САМ индуцируется каким-нибудь пигментом типа фитохромов, то он будет работать и в таких условиях, а если этот переход связан с накоплением НАДФ*Н - то вероятно нет).

[sazin]

Допис від Шереметьев

Mykhaylo, по поводу теплых Т5.

я использовал две Т5 с 2700К. Естественно в банке получилось 5600К, дополнительно 200К к спектру прибавляются за счет куммулятивного эффекта, но только на небольших

Я не понял, это речь о цветовой температуре ????!!!

[Mykhaylo]

Допис від sazin

Я не понял, это речь о цветовой температуре ????!!!

На дату сообщений посмотрите

[Кокан]

Смотри дату написания поста

Добавлено через 36 секунд
О я опоздал.

Добавлено через 1 минуту
Прикольная функция.

[sazin]

Допис від Mykhaylo

На дату сообщений посмотрите

Оо-о, сорри....

[sazin]

Допис від Кокан

СмотриТЕ дату написания поста

Где-то таг..

[Кокан]

См. дату написания поста. Где-то таг. Взрослый Вы наш.

[sazin]

Допис від Кокан

См. дату написания поста. Где-то таг. Взрослый Вы наш.

Уже лучше..

[Кокан]

Странно. Писал в доброму гуморі позитивненько с улыбочкой - непонравилось. Товетил раздражонно - стало "уже лучше". Боюсь мне с Вами общаться в таком духе будет неприятно....

[sazin]

Допис від Кокан

Странно. Писал в доброму гуморі позитивненько с улыбочкой - непонравилось. Товетил раздражонно - стало "уже лучше". Боюсь мне с Вами общаться в таком духе будет неприятно....

Дык, я Вам и не навязываюсь..
просто всегда считал, что к незнакомым людям лучше обращаться на Вы, возраст здесь никаким боком..
Если Вас что-то обидело, извиняюсь.