Пять способов выйти за рамки базовых принципов освещения аквариума

0

Я ясно помню время, когда понимание света в наших аквариумах было больше похоже на попытку разобраться в алхимии, чем на настоящую науку. Мы обсуждали свет в количестве трубок, ватт на галлон, а также трихроматические, актинические и дневные “цвета” света.

С появлением все более совершенных технологий освещения росло и образование в области рифового хобби, и сегодня многие из нас являются, по крайней мере, экспертами-любителями в основах аквариумного освещения. Рифовод, приходящий в LFS и говорящий о “ваттах на галлон”, будет быстро отчитан и направлен в сторону значений PAR (хотя многим из вас по-прежнему необходимо знать единицы измерения PAR – umol/m2/s – микромоль на квадратный метр в секунду, или просто “микромоль” для краткости).

Также с появлением светодиодов мы стали хорошо понимать различные области спектра видимого света, а не только высокие и низкие нанометры, низкие и высокие частоты света, если хотите. С увеличением выбора цветов светодиодов и улучшением контроля каждого цветового канала в высокотехнологичных светодиодных светильниках мы видим и узнаем из первых рук, как узкие полосы спектра влияют на здоровье, рост и цвет наших кораллов.

Мы прошли долгий путь с темных времен освещения рифовых аквариумов, но теперь, когда мы все можем спорить о том, нужно ли нашим грибам максимум 100 мкмоль PAR или нашим Acros минимум 300 мкмоль для настоящего процветания, давайте оживим беседу дополнительными способами обсуждения, измерения и определения характеристик света в наших аквариумах.

Свет в 3D

Рифоводы проделали огромную работу, пытаясь понять свет в двух измерениях. Мы легко можем представить, как лучи света исходят из источника и падают на поверхность, а фотоны собираются на поверхности кораллов.

Однако свет распространяется во всех направлениях, и то, что наши лампы находятся на вершине аквариумов и направлены вниз, не означает, что он не распространяется во всех направлениях. Не помогает и то, что светодиодные лампы первого поколения имели действительно прямой коллимированный свет, и мы измеряли свет с помощью PAR-метров, имеющих плоские датчики.

Но наверняка вы не знали, что существуют сферические датчики PAR, которые измеряют свет, поступающий со всех сторон. Сферический датчик всегда будет регистрировать больше света, чем плоский датчик в аквариуме. Концепция 3D света очень важна, потому что очень мало кораллов являются абсолютно плоскими и обращенными вверх! Большинство кораллов имеют очень сложную трехмерную структуру, и даже многие виды “плоских кораллов” растут вертикально или даже вверх ногами!

Смотрите также: Сужают ли синие светодиоды наш выбор в рифоводстве?

Daily Light Integral

Daily Light Integral или DLI – это самый важный показатель освещенности, о котором вы никогда не слышали. В рифовых аквариумах мы прекрасно понимаем, что для кораллов существует “сладкое пятно” – сочетание интенсивности освещения и фотопериода.

Но пересечение интенсивности и продолжительности освещения четко выражается в суточном световом интеграле. DLI означает общее количество света, падающего на данную поверхность. Это имеет смысл, когда вы думаете об общем количестве энергии, которую солнечная батарея может получить в течение дня – и в этом контексте очень удобно рассматривать кораллы как солнечные батареи.

Существуют даже DLI-метры для фермеров, чтобы знать, когда сажать и собирать урожай, и лучше понимать, сколько общей “световой энергии” получили их кораллы. Интересно, что для очень тонких и точных измерений PAR и узкой полосы пропускания света нам нужны очень дорогие датчики света. Но для общего усреднения света базовый DLI-метр должен помочь нам довольно близко подойти к пониманию DLI даже в наших рифовых аквариумах.

Высокоэнергетический видимый свет

Мы до сих пор не понимаем очень многого в спектре света, связанного с нашими аквариумными кораллами. В частности, в высокоэнергетической части спектра, то есть во всех различных длинах волн синего света от 400 до 500 нм.

Но одна вещь, которая помогает нам разделить влияние синего света на наши кораллы, – это доступность лучших и новых светодиодов с пиками практически на всех длинах волн синего света. Теперь можно освещать кораллы очень разными длинами волн синего света, и со временем мы сможем лучше понять, как 420-430 нм вызывают синюю флуоресценцию у кораллов SPS, как ближний ультрафиолет взаимодействует с более длинными волнами, помогая фотосинтезу, и многое другое.

Роль микроэлементов

Химия является основой биологического взаимодействия со светом. Фотосинтез часто представляют в виде следующего уравнения:

См. также 3D биопечатные коралловые скелеты могут содержать симбиотические водоросли

Это двигатель, который питает всю жизнь на Земле, но существует целый набор элементов, которые также играют роль в регулировании скорости и эффективности фотосинтеза.

Бор помогает регулировать обмен веществ, железо и марганец необходимы для синтеза хлорофилла, медь и молибден помогают усваивать азот, а цинк критически важен для некоторых фотоферментов и гормонов. Интересно, что эти микроэлементы важны не столько для самих кораллов, сколько для микроскопических растений, живущих внутри них, – зооксантелл, которые, собственно, и занимаются превращением света в полезную энергию!

Зооксантеллы и симбиодиниум

И последнее, но, конечно, не менее важное: кораллы на самом деле ничего не делают со светом, они просто являются недвижимостью для одноклеточных золотистых водорослей, в которой они живут. Мы часто говорим о потребностях кораллов в отношении такой-то интенсивности света или такого-то спектра освещения.

Но на самом деле мы непроизвольно говорим, что зооксантеллам мелководных Acropora нужен высокоинтенсивный свет широкого спектра, или что специализированным зооксантеллам неоново-оранжевых Leptoseris нужно меньше и более голубого света. Симбиодиниум – это маленькая живность, живущая внутри наших кораллов, состоящая из множества различных видов, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики и предпочтения.

Популяция симбиодиниума внутри коралла может меняться как по виду, так и по плотности в зависимости от времени года. Что еще более удивительно, крупные кораллы могут содержать различные виды симбиодиниума по всей колонии, подобно кондоминиуму зооксантелл, живущих в различных микросредах в среде, которую обеспечивают кораллы.

Существует целая область исследований симбиоза, которая специализируется на изучении экологии зооксантелл и связанных с ними микроорганизмов. Вдаваться в подробности о различиях между видами Symbiodinium не входит в рамки данной статьи, к тому же это немного суховато, если только вы действительно этим не увлекаетесь. Но достаточно сказать, что зооксантеллы – это настоящие ключевые виды коралловых рифов, и без них эта экосистема не могла бы существовать!

Над этой статьей я работал несколько месяцев, так как считаю, что хобби готово бросить вызов своим знаниям о фотобиологии. Можете ли вы подумать о том, как мы можем еще больше рассказать об освещении в наших рифовых аквариумах, потребностях кораллов и т.д.? Если да, дайте нам знать об этом в комментариях, поскольку настало время выйти за рамки основ аквариумного освещения.

Джейк Адамс

Джейк Адамс является заядлым морским аквариумистом с середины 90-х годов и более десяти лет работает в розничной торговле морскими аквариумами. Он имеет степень бакалавра в области морских наук и является управляющим редактором ReefBuilders.com с 2008 года. Джейк интересуется всеми аспектами хобби морских аквариумов – от концепций до технологий, от редких рыб до экзотических кораллов, и его интересы хорошо задокументированы благодаря очень плодотворной карьере выступления перед рифовыми клубами и мероприятиями по морской аквариумистике, а также написанию статей для аквариумных изданий по всему миру. Его главный интерес – кораллы, которые Джейк изучает как в аквариумистике, так и во время погружений к коралловым рифам мира.

Source: reefbuilders.com