对色适应的证据
水之间的关系的基础上,光类型和藻类分布上面列出,我们会预测在任何明确,沿海水,无色的最大穿透蓝色波段,绿藻当然应该是一个专业,并可能主导,组件的藻类生物量在中低潮下带。水洗澡南澳大利亚的海岸,在该地区的大澳大利亚湾和墨西哥湾圣文森特,是明确的,无色海洋类型:几乎没有河流径流干燥的地区。我们可能会因此预计的深度分布底栖藻类类似上面描述的加勒比地区,中央太平洋或地中海地区。事实上,一系列深入研究由牧羊人和Womers-ley(1970、1971、1976),牧羊人和斯普里格(1976)表明这并非如此:分布在现实中更类似于发现在欧洲北部海岸,与mid-sublittoral区主要由大型褐藻物种,让位于下近岸的浓密的红藻的封面。在平静水域褐藻主导上潮下带,而在水面波涛汹涌,海岸取代在该区域(大概)的短草皮surge-resistant珊瑚红色海藻Corallina.1477生物量而言,绿藻一般的微量组分藻社区深处。在一个网站(皮尔森l大澳大利亚不适宜
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图12.5单位面积生物量变化的岩石表面绿色,棕色和红色藻类与深度在一个清晰的、无色南半球温带水(皮尔森岛,大澳大利亚湾34°S)。数据绘制的牧羊人和Womersley (1971)。
岛,大澳大利亚湾),然而,那里的水特别清晰和无色(海洋水IA型),绿藻门的(主要是Caulerpa sp)构成的一个重要部分社区从20到35米(图12.5),但即使在这里从来没有达到绿藻占据的主导地位在马耳他岛的水下植物或埃尼威托克岛环礁。在这些水域绿藻的糟糕表现在光学方面无法解释。
另一种可能性是温度、环境参数,是海藻地理分布的主要决定因素。根据Liining(1990),在他的书中海藻:它们的环境,生物地理学和生态生理学:
世界范围内分布模式海藻主要是由全球温度梯度。深深地印温度要求,进化到镜子的地质循环冷却和加热地球的高纬度地区,保持物种的藻类。
南澳海域比较酷,实现温度18 - 20°C的表面在夏天。表面水的温度从马耳他Larkum等人的研究是关于27°C。267也许siphonaxanthin-containing绿藻,或许主要是热带起源,要求作为一个群体,更高的温度比布朗和红藻的增长。
我们的考虑色适应迄今为止表达在定性方面:在术语,例如,是否一个特定的颜料吸收带位于内部或外部的主要波段光穿透深度。西湖(1981)试图进行定量检验的理论通过计算光合作用单位辐照度的数量可能会改变与深度在不同种类的藻类水域各种光学类型。计算为每个使用测量photosyn-thetic藻类进行了光谱海藻和一系列的光谱辐照度增加深度的分布计算对于一个给定的水型使用Jerlov的光谱传输数据(1976)。实际上,所计算的匹配程度是活跃的色素成分可用光的光谱分布,即色适应,会导致增加或减少可用光利用效率,随着深度增加,因此增加或减少藻的竞争能力相对于另一个类型。这样的计算结果可以与观察藻深度分布数据的预测是否理论与观测相对应。
结果有些复杂。的一些协议合理预测和观察。例如,沿海水域类型3和9(两者都有足够的黄色会导致蓝色波段)快速衰减的计算预测,随着深度应该有一个光合效率下降等绿藻石莼sp,小改变海带(褐藻),如植物saccharina和红藻物种增加phy-coerythrin为主胆蛋白质。这符合很好,在这些水域藻类分布在欧洲北部海岸的最大深度藻类穿透的顺序通常发现红色布朗> >绿色。
另一方面,这些计算和早期的Larkum et al。(1967)表明,在无色海洋水域,在最深的限制藻类增长,绿藻和薄刃的褐藻应该执行或比phycoerythrin-containing红色海藻。我们事实上已经指出,至少在温暖的海洋水域绿藻确实深深的渗透,有时在大多数亚沿岸带占主导地位。然而,在这样的极端深度水域他们最终取代红色海藻。问题这些计算结果的有效性是高度依赖光谱归因于海藻的准确性。西湖使用行动光谱数据测量一次只有一个波长。正如我们在前一章看到(§10.3),此类行动时可以误导,因为一些波长的光光谱提出单独不能激动人心的两个光系统相同的程度。出现这样的错误不是伟大的绿、褐藻,但可以大量的光系统II的红藻有截然不同的作用光谱。如果红藻行动光谱测量与补充绿灯(确保光系统II总是功能)然后更高的相对蓝色区域的活动。405年可能是如果计算进行了修正红藻光谱,增加活动的蓝色足以给红藻绿藻重大优势在底部的蓝绿色光场的透光层在海洋的水。
色适应理论的另一种反对意见是基于这样的事实,如果任何特定色素混合物,无论是绿色,棕色或红色藻类,提高到一个足够高的浓度单位面积的叶状体,然后是最终几乎完全光吸收几乎在所有波长和藻类成为黑色。叶绿素吸收,例如,在绿色波段,虽然肯定低,不是无穷小和高叶绿素浓度变得充实。成熟的常青藤叶子不仅包含大约60 mgcm-2叶绿素吸收,如我们所料,红色~ 100%的入射光,但也^ 70%的绿色光接收(550海里)。722支et al。(1976)认为,如果海藻是光学厚的,例如,松藻属脆弱(绿色)和陨石球粒管(红色),然后是什么颜色并不重要,他们继续认为红藻类系统没有更好适应使用环境光比绿色同行在伟大的深度。光学厚的藻类有大致相同的聚光能力(在所有波长接近100%),无论其色素的性质是千真万确。然而,必须考虑的是,如果面对一个藻类吸收光线的问题从一个环境领域有丰富的绿色波段,然后更有效的细胞的生化经济与色素如藻红蛋白,实现这一目标,其波段的吸收峰,比用叶绿素,这只吸收弱。蛋白成本(记住叶绿素pigment-protein的一部分)实现高吸收在绿色的叶绿素将远远大于成本的蛋白质实现藻红蛋白。确实在每个三个藻组的一些物种已经采用的策略有厚,颜色深,叶状体,因此吸收的大部分入射光在所有波长,是合理的说在这一类藻类不利用彩色适应:分支等人指出,它并不重要,他们含有的色素。然而,在大多数海洋藻类物种吸收远未完成的部分地区,或在,所以他们的程度光谱吸收匹配场的光谱质量的有效利用具有重要意义入射辐射。
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