Интенсивность света, адаптация водорослей

Для того чтобы эффективно поглощать свет, пропускаемый окружающей средой, пигмент должен иметь цвет, дополнительный к цвету окружающей среды. Энгельман назвал это явление дополнительной хроматической адаптацией в отличие от мимикрии — цветовой адаптации, при которой организмы принимают окраску, сливающуюся с окружающей. Ольтмаис [133, 140] возражал против теории Энгельмана, полагая, что, вертикальное распределение водорослей определяется скорее интенсивностью, чем окраской преобладающего света. Этот спор продолжается свыше 50 лет и расширился от начальной проблемы распределения водорослей до выделения двух родственных проблем 1) участие фикобилинов в качестве сенсибилизаторов в фотосинтезе, без чего хроматическая адаптация водорослей не имела бы смысла, и 2) изменение адаптации окрашенных водорослей на искусственном свету. В этой дискуссии одни авторы [135, 137, 141, 153, 154, 162, 186, 187, 195, 200] поддерживали гипотезу [c.423]

Эти два соображения дают правдоподобное объяснение сигмообразной формы кривой газового обмена, но не оправдывают полностью способа расчета максимального квантового выхода фоторедукции по наклону крутой части световой кривой. Прежде всего использование внутренних восстановителей представляет собой пока только гипотезу. Более того, даже если эта гипотеза верна, все же возможно, что по мере возрастания интенсивности света фоторедукция заменяет (а не только лишь дополняет) фотохимическое превращение внутриклеточных субстратов. Это может произойти либо вследствие исчерпания внутриклеточного материала, либо вследствие изменения в энзиматических системах (как при потере адаптации адаптированных к водороду водорослей см. т. I, гл. VI). Более точные измерения фотосинтетического отношения Д[С02)/Д [восстановитель] при разной интенсивности света, а также исследование влияния интенсивности и длительности освещения на форму световых кривых могут помочь выяснению этого положения. До сих пор нет убедительных доказа- [c.564]

Растения живут в световом поле , характер которого зависит от климатической зоны и ее естественной среды и меняется также в зависимости от времени года, времени дня и метеорологических условий. Для растения важны три характеристики естественных световых полей их полная интенсивность, спектральный состав и периодичность. Имеются убедительные доказательства того, что растения приспосабливают свои жизненные процессы вообще и фотосинтетический аппарат в частности ко всем этим трем факторам. Приспособление к интенсивности проявляется в различном характере тенелюбивых и светолюбивых растений (теневые и солнечные растения) приспособление к окраске света (хроматическая адаптация) наиболее ярко иллюстрируется фактом существования красных водорослей в глубинах моря приспособление к периодичности видно из различий между растениями длинного дня (растения преимущественно арктической зоны) и растениями короткого дня (растения преимущественно умеренной и тропической зон). [c.139]

Некоторые виды зеленых и других водорослей могут после соответствующего периода адаптации начать фотовосстановление СОг с помощью газообразного водорода как фотосинтезирующие бактерии, иными словами, у них появляется латентная в других условиях гидрогеназа [214, 633, 652, 654, 656, 983, 1707, 1771, 1813, 1814]. У таких растений протекают фотофосфорилирование и цикл Кальвина [705, 1582], но у них нет явления усиления интенсивности фотосинтеза [704] по-видимому, водород непосредственно попадает в фотосистему I. В отсутствие СОг некоторые водоросли могут выделять Нг на свету [76, 654, 661, 686]. Прокариотические и эукариотические растения могут до некоторой степени использовать на свету в качестве донора электронов HsS, хотя фотосистема II им, по-видимому, все-таки нужна [1018, 1801]. Длительное освещение хлоропластов красным светом, вероятно, подавляет эффект усиления у растений, например у элодеи [1489, 1490]. [c.133]

Для наземных растений приспособление к интенсивности более важно, чем хроматическая адаптация, так как колебания в интенсивности света более сильно выражены, чем колебания в его спектральном составе. Соответственно с этим наземные растения не способны к сколько-нибудь суш ествепному изменению их цвета колебания в отношениях хлорофилла [а] [Ъ] или [каротиноиды] [хлорофилл] могут вызвать небольшое изменение в спектре поглош,ения листьев, но не дают цветовых эффектов, сравнимых с эффектами, обусловленными фикоцианином, фикоэритрином или даже фукоксантолом у водорослей. [c.424]

Водоросли, живущие глубоко под водой, в особенности красные, адаптированы и к слабому свету, и к низкой температуре. Однако здесь преобладает влияние умбриофильной адаптации и компенсационный пункт у этих водорослей лежит обычно ниже, чем у водорослей, живущих на поверхности. Если бы компенсационный пункт этих водорослей не лежал при низкой интенсивности света, они не могли бы развиваться на глубине 100—120 м (самая большая глубина, на которой организмы были обнаружены при помощи драги), потому что интенсивность освещения на глубине 120 м составляет только около 200 лк (см. данные Зейбольда [131] в гл. XXII). [c.408]

Рике [43] использовал монохроматический свет (ртутные линии 546 и 578 M[i) и интегрирующую сферу для определения поглощения света. Предварительная подготовка водорослей (адаптация к слабому свету), интенсивность света (около 1 ООО эрг1см сек) и чередование освещения (10 мин.) были подобраны так же, как в работах Варбурга. Квантовые выходы, подсчитанные из 10 опытов при 578.ii(i, имели величину 0,18—0,24 из 6 опытов при 546 М]ь— 0,17—0,20. [c.524]

Подобные же результаты были получены Хардером [44], который пришел к заключению, что в природе имеют место и хроматическая адаптация, и адаптация к интенсивности света. Он, так же как и Эрке [49], считал, что результаты измерений скорости фотосинтеза красных водорослей указывают на активное участие фикобилинов в процессе фотосинтеза. Того же мнения придерживались Монфорт [72] и Шмидт [80], которые нашли, что спектральный максимум про- [c.630]

Сравнивая эти результаты со своими измерениями спектрального распределения света на различных глубинах, он пришел к выводу, что благодаря наличию красного пигмента красные водоросли лучше, чем зеленые, используют сине-зеленый свет на больших глубинах, как это и постулирует теория Энгельмана — Гайдукова. Он соглашался, однако, что адаптация к слабой интенсивности света является альтернативным путем приспособления к жизни на больших глубинах важный элемент ее составляет слабое дыхание. [c.631]

Т.е. без ввделения кислорода, как и фототрофные бактерии. Эта адаптация водорослей обратима. При повышении интенсивности света фоторедукция углекислого газа прекращается, восстанавяивается нормальный процесс фотосинтеза, идущий с выделением кислорода. [c.27]

С использованием специально разработанной методики экстраклеточной регистрации потенциалов удалось обнаружить и исследовать фотоэлектрические реакции, связанные с рецепцией и преобразованием светового стимула при фототаксисе (О. Синещеков, Ф. Литвин). Последовательность таких реакций на плазматической мембране включает первичный, градуально зависящий от интенсивности света электрический ответ — фоторецепторный потенциал фототаксиса, пороговую регенеративную реакцию и последующие медленные изменения разности потенциалов. Па основании анализа результатов фотоэлектрических измерений и регистрации двигательной активности жгутиков водоросли предполагается, что градуальный фоторецепторный потенциал непосредственно контролирует движение жгутиков при фотоориентации, тогда как регенеративная электрическая реакция вовлекается в пороговый фотофобный ответ клетки при резком изменении освещенности. Что касается медленных изменений трансмембранного потенциала, то они, по-видимому, отражают адаптацию фоторецепторной системы к измененному уровню освещенности. [c.432]

Значение фикобилинов. Максимумы поглощения света у фикобилинов находятся между двумя максимумами поглощения у хлорофилла в оранжевой, желтой и зеленой частях спектра (см. рис. 3.2). Значение такого распределения максимумов поглощения становится понятным, если вспомнить оптические свойства воды, которая поглощает прежде всего длинноволновые лучи. На глубине 34 м в морях и океанах полностью исчезают красные лучи, на глубине 177 м -желтые, на глубине 322 м — зеленые и, наконец, на глубину свыше 500 м не проникают даже синие и фиолетовые лучи. В связи с таким изменением качественного состава света в верхних слоях морей и океанов обитают преимущественно зеленые водоросли, глубже — синезеленые и еще глубже -водоросли с красной окраской. В. Т. Энгельман назвал это явление хроматической комплементарной адаптацией водорослей. По его наблюдениям (1881 —1884), наиболее интенсивная ассимиляция СОг у водорослей с различной окраской соответствует максимумам поглощения света пигментными системами этих водорослей. Русский исследователь Н. М. Гайдуков (1903) экспериментально показал, что если культуру синезеленой водоросли Os illaria san ta выращивать на свету разного спектрального состава, то у нее развивается дополнительная (комплементарная) окраска. При освещении зеленым светом водоросли становятся оранжево-красными, а при дей- [c.74]

Понятие филогенетической адаптации растений к преобладающей интенсивности и окраске света исходит из наблюдении над вертикальным распределением морских водорослей. Известно, что в мелких водах преобладают зеленые водоросли, в глубоких — красные, а бурые водоросли занимают промежуточное положение. Энгельман [130, 131] иринисывает это распределение приспособлению водорослей к преобладающей окраске света. Солнечный свет, проходя через несколько метров воды, становится сине-зеленым. Следовательно, растения, живущие глубоко под водой, не получают достаточного количества света, поглощаемого зеленым хлорофиллом или желтыми каротипоидами. Фукоксантол поглощает немного зеленого света, тогда как красный фикоэритрин способен поглощать лучи спектральной области, пропускаемые толстыми слоями морской воды. [c.423]

Особое внимание было обращено на зависимость максимальной производительности и светового подавления окрашенных водорослей от вертикального распределения этих растений под водой. Энгельман предположил (см. т. I, гл. XV, стр. 423), что цвет бурых и в особенности красных водорослей является результатом хроматической адаптации преимущественно к синевато-зеленому свету, который превалирует глубоко под водой. Бертольд [2] и Ольтманс [12] полагали, что окрашенные водоросли адаптированы не столько к спектральному составу света их естественной среды, сколько к его низкой интенсивности. Возникшая дискуссия, которая привела к почти полному подтверждению энгельмановской теории хроматической адаптации, будет обсуждаться в гл. XXX. Однако тот факт, что для состава пигментной системы глубоководных водорослей основное значение имеет хроматическая адаптация, не означает еще, что эти водо - [c.422]

Таким образом, предварительные наблюдения над относительной эффективностью фотосинтеза красных водорослей на свету различного спектрального состава подтверждают (и даже более согласованно, чем наблюдения над бурыми водорослями), что сопутствующие пигменты этих организмов являются активными сенсибилизаторами фотосинтеза и что энгельмановская теория хроматической адаптации в основе своей представляется правильной. И как бы, в сущности, могло быть иначе Трудно предположить, что появление у глубоководных водорослей оранжевых или красных пигментов представляет собой простую случайность. Условия светового поля, в котором живут эти растения, явно вынуждают их улавливать и использовать для поддержания своего существования единственное излучение, интенсивность которого на больших глубинах имеет сколько-нибудь существенное значение, — излучение средней области видимого спектра. [c.631]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология