珊瑚礁水族光照[转帖]

2657626608

图 4 虫黄藻对光线的吸收率

2657626608

横坐标是波长，单位纳米，纵坐标是吸收率，无单位。可以从图上看到，紫色和蓝色明显强于红色（可以看出，对于红色光谱，660-680纳米是最佳的)。




到此为止，我们的主要结论是紫色和蓝色光对于海洋光合生物是最重要的。

2657626608

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

2657626608

珊瑚礁水族光照(二）

2657626608

作者 Dmitry Karpenko, Vahe Ganapetyan


原文地址：http://www.advancedaquarist.com/2012/10/aafeature


在了解了珊瑚在自然环境中可以获得的光谱后，我们可以考虑下一个重要问题：不同的光谱是怎样影响珊瑚的显色的？


在我们考虑光谱对珊瑚显色的影响之前，我想先指出，即使同种珊瑚的色彩也会因为不同环境而变化巨大。不幸的是，即使在同一个缸内，给多个珊瑚提供完全相同的环境也是非常困难的，两个不同缸的话就更加困难了。如果不能提供合适的环境，其他试图改善珊瑚色彩的努力，例如调整光照频谱，丢将是徒劳的。


有经验的珊瑚爱好者非常清楚在不同的环境条件下，同个珊瑚的颜色可以有多幻化多端。三个因素对色彩的影响最大：光照频谱和强度，水中的食物数量（虽然珊瑚水螅体从虫黄藻中获取一大部分的能量，他们也能够从水中捕获食物颗粒），以及水的净度。最后这个因素是最容易控制的：控制缸内优秀水质的技术大家都熟知。第二个因素同样也可以容易地解决，原因是目前市场上已经有了一些质量良好的珊瑚粮。同时，许多人确信，只要珊瑚缸里有养鱼，那么由于喂鱼珊瑚就可以从他们周围捕获充足的食物颗粒（珊瑚也会吃鱼便）。

2657626608

光照是最后一个影响珊瑚健康和显色的因素，并且这还没有在珊瑚饲养中被充分研究。


由于珊瑚可以非常多变，因此情况会非常复杂。即使同种珊蝴也会拥有不同的色素蛋白（产生色彩的蛋白质）。色素蛋白的种类和数量就像人眼的颜色一样，是受基因决定的。这些蛋白中的许多种是荧光的，即，他们吸收一定波长的光，然后放射出不同波长的光。


图 5 显示了同种珊瑚 Acropora millepora的四个个体，不同的色素蛋白主导色彩：

2657626608

图 5 不同主导色素蛋白的Acropora millepora个体： (A) 低浓度色素蛋白，虫黄藻主导了色彩; (B) 绿色荧光蛋白; (C) 红色荧光蛋白; (D) 非荧光色素蛋白。图片源自Dr. C. D'Angelo and Dr. J. Wiedenmann,
University of Southampton, UK, Coral Magazine, Nov./Dec. 2011

2657626608

并不仅仅硬珊瑚上可以看到荧光，例如纽扣在短波长的“光合”灯下会产生更加明亮的色彩。


珊瑚的荧光色非常漂亮，但是并不总是很容易观察到。看一下人眼的亮度函数（光谱敏感度图）（图6）。人眼的感光单元由两种细胞组成——叫做视锥和视杆细胞。前者负责区分色彩，后者负责区分灰度。视锥细胞白天工作最佳，而视杆细胞夜间最佳。想到成语“黑暗里的猫都是灰色的”吧。那只是因为在暗处，我们主要依靠视杆细胞而不是视锥细胞来视物。而视杆细胞不能区分色彩，他们只能感知物体的相对亮度。视杆细胞对于部分大约510纳米波长绿宝石色的光谱部分最敏感（当然，视杆细胞看来，这种光不过是比较明亮的灰色而不是绿色）。

2657626608

视锥细胞分三种，每种分别对特定的光谱部分敏感。S型视锥细胞对紫色和蓝色敏感（S表示短波长），M型细胞对绿色和黄色敏感（M表示中波长），L型对橙色和红色敏感（L表示长波长）。这三种视锥细胞（还有对绿宝石色部分光谱敏感的视杆细胞）负责人的彩色视觉。视杆细胞含有一种色敏色素rhodopsin，而他们的光谱特性取决于光照条件。对于弱光，rhodopsin的吸收峰值大约在510纳米 (黄昏时天色的频谱)。因此，视杆细胞负责黄昏时的视觉，这个时候色彩是难辨的。在更高的照度下，rhodopsin被光漂白，于是它的敏感度下降，而它的吸收峰值移向蓝色区域。结果，在充足的光照下，人眼可以把视杆细胞当作短波（蓝色）光感单元。S型细胞对400-500纳米范围敏感，420-440纳米最敏感。M型460-630纳米，534-555纳米最敏感。L型500-700纳米，564-580纳米最敏感[1]。中波和长波视锥的敏感范围大并且有所重叠。因此，认为一种视锥只对一种颜色有反应是错误的，其实他们只是对一些颜色比对另一些颜色更加敏感而已[2]。人眼对M型和L型视锥细胞敏感范围的重叠部分：555纳米（黄绿光）最敏感。.人眼总体的光谱敏感函数[3]如图6所示：

2657626608

图 6 人眼的亮度函数