مراقبت و تغذیه مرجان ها – بخش سوم

منابع دیگر آمونیوم

مرجان ها و شقایق ها اغلب ارتباط همزیستانه ای با سایر حیوانات برقرار می کنند. شقایق های candylactis gigantea با میگوی (periclimenes yucatanicus) ارتباط دارد. اسپات (1996)، نشان داد که آمونیوم زائد از این خرچنگ ها باعث افزایش تراکم زوکسانتلاها در شقایق های میزبان می شود. نتایج مشابهی در ارتباطات بین مرجان سنگی پورایتز لوباتا و میگوی پتروگلیف، گونه های مرجانی پوسیلوپورا، و خرچنگ های نوع دومکیا، خرچنگ های تراپزیا و اعضای خانواده های مرجان سنگی آکروپوریدا و پوسیلوپویدا و غیره انتظار می رود.

فسفر

فسفر یک تیغ و شمشیر دولبه در آکواریوم است که برای فتوسنتز (و سایر فرآیندهای زندگی) لازم است، با این حال می تواند رشد جلبک های ناخواسته را بیش از حد تقویت کند و فرآیند کلسیفیکاسیون را آهسته کند.

در مناطقی از کشور که منابع آب آشامیدنی پرتکاپو هستند (معمولاً به علت سختی کم آب)، فسفر ممکن است عمداً به آب آشامیدنی برای کنترل مقادیر سرب یا مس اضافه شود تا از آب لوله کشی خارج شود. از این رو، ایده ی خوبی است چنین منابع آبی از طریق استفاده از دستگاه های دیونیزه و یا اسمز معکوس را از قبل سالم کنید و مورد عمل قرار دهید.

فسفر در غذاها و ضایعات حیوانی بسیار زیاد است به طوری که فسفر معمولاً در آکواریوم انباشته می شود مگر این که اقداماتی برای کنترل آن انجام شود.

پتاسیم

پتاسیم معمولاً در آب دریا در غلظت 400 mg/l (یا اگر شما ترجیح می دهید، ppm) پیدا می شود. تصور این که کمبود پتاسیم در یک آکواریوم که همیشه به خوبی مورد حفاظت قرار گرفته رخ خواهد داد، دشوار است (اگرچه من هیچ نوع نتایج آزمایش طولانی مدت را در دسترس ندیده ام).

مواد مغذی

مواد مغذی مورد نیاز زوکسانتلاها به مقدار کم مورد نیاز و ضروری هستند، اگرچه بعضی از آن ها ممکن است در غلظت های نسبتاً زیاد در آب دریا پیدا شوند.

کلسیم

کلسیم مجموع اکسیژن در حال تکامل در فوتوسیستم II به cofactor حاوی کلسیم بستگی دارد. کلسیم همان طور که علاقه مندان می دانند، در غلظت حدود 400mg/l یافت می شود.

سولفور

سولفور، همراه با آهن (در سیستین اسیدآمینه) در فرآیند فوتوفسفورلاسیون مهم است (جایی که ADP به ATP تبدیل می شود). سولفور در آب دریا در غلظت تقریباً 900mg/l یافت می شود.

منیزیوم

کلروفیل (c2 (C35H28N4O5Mg، یک رنگدانه ی فرعی مهم در زوکسانتلاها، حدود 4% از وزن منیزیوم است. کلروفیل a هم چنین حاوی منیزیوم است. منیزیوم در آب دریا در غلظت تقریباً 1300mg/l است.

آهن

آهن، همراه با سولفور (در سیتین اسیدآمینه) در فرآیند فتوفسفریلاسیون (که ADP به ATP تبدیل می شود) مهم است.

مس

مس برای حفظ جریان الکترون بین فوتوسیستم I و فوتوسیستم II مهم است.

منگنز

مجموع اکسیژن در حال تکامل (تحول یافته) در فوتوسیستم II به cofactor حاوی منگنز بستگی دارد.

بور

کمبود بور در گیاهان زمینی یا به طور مستقیم با مداخله در عملکرد کلرپلاست و یا به صورت غیر مستقیم با سرکوب کردن فعالیت های آنزیم (مانند آنزیم های آنتی اکسیدان) نشان داده شده است.

کلرین (مانند کلراید)

کلرین (به عنوان -CI) به تنظیم فعالیت های تنفسی در گیاهان زمینی کمک می کند. مجموع اکسیژن در حال توسعه و تکامل در فوتوسیستم II بستگی به cofactor حاوی کلراید دارد. کلروین (هم چنین کلوراید) هرگز نباید در یک آکواریوم دریایی کمبود داشته باشد!

فلزات و آنزیم های پروکسیداز و سوپر اکسیددیسموتاز (SOD)

آنزیم های سوپراکسیددیسموتاز (SOD) گروهی از پروتئین های اختصاصی هستند که رادیکال های سوپراکسید (O2-) را بی اثر می کنند. این رادیکال ها در طول فتوسنتز تولید می شوند (این رادیکال های “آزاد” هم چنین در بدن انسان به وجود می آیند و به همین دلیل است که ما با باید از آنتی اکسیدان ها استفاده کنیم). این آنزیم ها رادیکال های سوپراکسید را به اکسیژن ‘منظم’ تبدیل می کند.

موارد زیر SOD های مهم در زوکسانتلاها هستند:
• SOD آهن
• SOD منگنز
• SOD زینک-مس
• SOD نیکل

رادیکال های اکسیژن می توانند هم چنین به شکل O2 و پروکسیدهیدروژن (H2O2) ، یک اکسیدکننده ی قوی هیدراته شوند. آنزیم های پروکسیداز که بر پروکسیدهیدروژن به سم زدایی عمل می کنند حاوی آهن می باشند.

تغذیه با نور : نور، فتوسنتز، و تغذیه مرجانی

فوتوسنتز یک ارتباط بین دنیای ارگانیک و غیرارگانیک است و به انرژی نور (این که طبیعی یا مصنوعی باشد) بستگی دارد. هم چنین، نور باید شدت مناسب (مهم) و کیفیت مناسبی (در اکثر موارد، کم اهمیت تر از شدت است) داشته باشد.

سال ها قبل، قطب تفکر این خط را دنبال می کرد که نورهای مصنوعی قادر به تولید نور کافی برای رسیدن به سطح موجود در محیط طبیعی نیستند. در حال حاضر، ما می دانیم که این مساله درست نیست. زوکسانتلاها حداقل و حداکثر احتیاجات نور را دارند. حداقل مقدار به عنوان نقطه ی جبران خسارت شناخته شده است. در این نقطه، زوکسانتلاها فقط انرژی نور مورد نیاز (کافی) برای تولید اکسیژن کافی و سایر مواد (پروتئین ها، و کربوهیدرات ها) برای رفع احتیاجات خود دریافت می کنند. به عبارت دیگر، آن ها خودکفا می شوند. اگر به نقطه ی جبران خسارت نرسد، ارتباط همزیستی از بین می رود، و حداقل در بعضی از موارد، زوکسانتلاها ممکن است انگلی شوند و احتمالاً می توانند به مرجان میزبان صدمه و آسیب بزنند. در موارد دیگر، کمبود شدت نور باعث مرگ زوکسانتلاها می شود. خوشبختانه نقطه ی جبران خسارت برای اکثر گونه های زوکسانتلا بسیار کم است، اغلب کمتر از100 μmol.m2.sec (یا حدود 5000lux.) است.

وقتی فتوسنتز زوکسانتلاها با نور کافی برای بهبود نقاط جبران خسارت خود، تحریک می شود. آن ها ترکیبات مفید برای سهمیه بندی و تقسیم بندی با مرجان میزبان خود تولید می کنند.

برای توضیح این مساله، ما باید بررسی کنیم وقتی که زوکسانتلاها نور بیش از حد دریافت می کنند، چه اتفاقی می افتد و ما می توانیم به مثال زندگی واقعی نگاه کنیم که بسیاری از ما می توانیم با آن ارتباط برقرار کنیم. بیایید بگوییم که شما یک گیاه خانگی دارید که فقط در اتاق نشیمن شما برای مدتی به خوبی وجود داشته است. آن رشد و پرورش یافته است و می توانیم بگوییم که آن “شاداب و سرزنده” است. از آن جایی که این کار به خوبی انجام می شود، شما آن را به یک نقطه و محلی که کمی بیشتر نور بدون مشکل دریافت کند، انتقال می دهید آن هنوز رشد می کند، خانه ی بعدی او در حیاط است. و آن همچنان به رشد خوب خود ادامه می دهد. ما به نقطه ای رسیده ایم که گیاه در حال دریافت نور به اندازه ای است که می تواند آن را کنترل کند و مقدار فتوسنتز با افزایش شدت نور افزایش نخواهد یافت. این نقطه ی اشباع نامیده می شود. خانه ی آخر او در زیر نور کامل خورشید است، جایی که خوب عمل نمی کند،در آن بعد از چند هفته می میرد. چه اتفاقی افتاده است؟ نیت های خوب ما این گیاه را کشته است زیرا ما نمی دانستیم وقتی که شدت نور بیش از نقطه ی اشباع باشد چه اتفاقی ممکن است بیفتد.

مرجان ها (یا درست تر، زوکسانتلاهای آن ها) وجه تشابهاتی با نمونه گیاهان خانگی ما دارند. برای جزئیات بیشتر شکل 9 را ببینید.

خط آبی میزان فتوسنتز در زوکسانتلاها را نشان می دهد. اعداد شدت های تقریبی نور را در تراکم شار فوتون (واحد شدت نور وارد به شبکیه ی چشم) فتوسنتزی براساس میکرومول در هر مترمربع در هر ثانیه که به عنوان μmol.m2.sec مشخص شده، را نشان می دهند. در شدت نور 0 هیچ فتوسنتزی انجام نمی شود. همان طور که شدت نور افزایش می یابد، زوکسانتلاها تا وقتی که به نقطه ی جبران خسارت خود برسند، وارد مرحله ی احتیاط می شوند. در این نقطه، آن ها درتولید اکسیژن، غذای خود و غیره خودکفا هستند. ممکن است زوکسانتلاها بتوانند در شرایط نور بسیار کم انگلی شوند.

میزان فتوسنتز (و تولید اکسیژن، غذا و غیره) نسبتاً با شدت نور، تا وقتی که به نقطه ی اشباع برسد (در حدود 500μmol.m2.sec) افزایش می یابد. بخش بالایی از منطقه ی سبز در این نمودار منطقه ای ایده آل برای فتوسنتز است. با افزایش نور، زوکسانتلاها وارد منطقه ی احتیاطی دیگری می شوند. میزان فتوسنتز شروع به افت می کند، همان طور که نیروهای حفاظت طبیعی وارد بازی می شوند (کارتینوئیدهای کشف شده در چرخه ی xanthophyll شروع به فرونشاندن و دفع فتوسنتز برای حفاظت از دستگاه های فتوسنتزی از آسیب دیدن از نور بسیار زیاد می کنند. این به عنوان عکس photoinhibition dinamic شناخته شده است میزان فتوسنتز کاهش می یابد و دریچه ی تخلیه ی فشار نمایان می شود . زوکسانتلاها با آسیب کم یا بدون آسیب در این منقطقه واقع شده اند. به هرحال، همان طور که شدت نور افزایش می یابد، چرخه ی زانتوفیل به حد مجاز خود می رسد و دیگر نیاز به حفاظت ندارد. در منطقه ی قرمز، میزان فتوسنتز شروع به کاهش می کند زیرا زوکسانتلاها با نور بیش از حد آسیب می بینند. و این به عنوان chronic photoingling شناخته شده است، و اگر اجازه ی ادامه پیدا کند، می تواند توانایی فتوسنتز زوکسانتلاها را از بین ببرد. در این موارد، آسیب روزانه ترمیم می شود و زوکسانتلاها/مرجان ها نجات پیدا می کنند ولی رشد نمی کنند. در شرایط سخت، زوکسانتلاها خطری برای سلامتی مرجان ها هستند و در فرآیندی به نام سفید شدن خارج می شوند. جدول 1. بعضی از نقاط فتوسنتزی مهم برای بی مهرگان دریایی را نشان می دهد. بسیاری از مرجان های SPS به شدت نور کمتری برای رسیدن به نقطه ی اشباع نیاز دارند. یک مرجان نرم (سینولاریا دنسا) نسبت به بعضی از مرجان های SPS به نور بیشتری نیاز دارد. گونه ی تریکنا ماکسیما یک “light hog” است و اشباع نمی تواند به 600μmol.m2.sec برسد (احتمالاً به خاطر ضخامت و غلظت گوشت و “نوع” یا کلاد زوکسانتلاها)