SPS珊瑚到底需要多少光照（版主推荐）

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SPS珊瑚到底需要多少光照

撰文/整理：北京鱼友 老哈

校对：猫在海底泡鱼

请各位鱼友阅读时点击“只看该作者”，以免出现顺序混乱

序

人工养殖珊瑚的过程，就是我们努力模拟自然的过程。所以一些鱼友很自然的认为强烈的光照是成功饲养珊瑚的先决条件。

照明厂商对我们的要求作出了积极的回应，推出了250瓦、400瓦甚至是1000瓦的灯具。

我们被引导着，去相信灯光越亮越好。

于是，我们开始尝试真正工业级别的灯具——1000瓦的熔硫灯，其产生的光强度，至少比太阳高一个数量级，这让我们对“更亮”的追求终于可以告一段落了。

我们不只在模仿自然，我们已经在改进自然。很多时候，我们自以为研究得很明白，但却忘了问珊瑚的“感受”。

正文

这篇文章，将探究五种SPS、一种LPS和一种五爪贝所需的最佳光照（本文对五爪贝只是探讨，请各位鱼友遵纪守法）。

那些对于共生虫黄藻可以进行无限光合作用的支持者，以及极端照明的拥趸，可能会对下面的一些实验结果感到惊讶。

格斯兰特

神贴帮顶

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探讨

这些珊瑚相对较低的光饱和点可能会让人感到惊讶。但实际上，这正对他们的生存之道。

现实中许多因素如潮汐、云层、阴雨、太阳高度、季节、水面反射、水体浑浊度、水体气泡含量（海浪夹带）等等，都会导致阳光照射到珊瑚的强度变化。而我们看到的是，这些珊瑚在变化的自然环境中，很好的生存了下来。

珊瑚的适应能力比我们想象的好。例如：

珊瑚进化出了相对合理的光饱和点，使它们可以在长时间的阴雨天气中生存。

面对极端的风暴天气（波涛汹涌、大量气泡、水体混浊等），为了防止被暴力的海洋撕成碎片，珊瑚虫被收回，息肉有效的凝聚虫黄藻的浓度，形成自阴影，从而熬过这段艰难的时光。

珊瑚也进化出了在光强度很高的环境下存活的本领，包括上文提到的通过'叶黄素循环'动态光抑制或通过叶绿素荧光倾倒吸收的光能（后者可能比前者更有效）。

一些珊瑚还可以使用光反射或组织荧光来保护它们免受高光强度的影响（如提灯）。

一些珊瑚含有类似菌胞素的氨基酸（MAAs），可以吸收有害的UV-A和UV-B辐射。

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样本5：Montipora capitata（蔷薇珊瑚的一种）

起始光饱和点：PAR 135

起始光抑制点：未知，但可能在PAR 250

（由于该样本在潜水中采集，所以有白化迹象）

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测试仪器和原理

如何测试珊瑚（以及他们的共生藻）需要多少光照呢？

我们可以使用光合作用测试仪，即脉冲幅度调制荧光计（简称PAM），来评估共生虫黄藻的光需求。

PAM可以确定哪些光合作用路径，被吸收的光子/电子所遵循。简单的说，PAM可以测量任何光合作用生物的光照需求，包括珊瑚的共生虫黄藻。

一般情况下，叶绿素a（chl a）的光合作用和荧光，对光粒子来说是竞争关系。

当光合作用的速率高时，荧光低；而荧光高时，通常意味着较低的光合作用速率。

PAM能够区分这些过程，并且通过使用滤光片、光电放大器和微处理器（以及量子仪表），不仅可以准确地估计可用于光合作用的光子数量，而且可以准确地估算叶绿素a在光合作用中对光子的使用方式。

测试用的仪表，由德国Heinz Walz制造，通过连接仪表的光纤测量水下生物的光合作用速率。

这款仪表有一定的局限性，无法确定补偿点（生物所需的最小光量），但可以确定饱和点（最佳光合作用所需的光强度），也可以确定光抑制（多少光照强度可能对珊瑚共生藻有害）。

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虫黄藻有两个“光系统”吸收光子。每个光系统都含有叶绿素，以及其他光色素（有一些色素是一个光系统专用的）。

这些吸收的光子，以电子的形式，为光合作用提供动力。

为了光合作用的顺利进行，必须有相同数量的“供体”和“受体”分子; 否则，将产生电子的“堵塞”，会导致光系统（一个或全部）损伤或死亡。

珊瑚处于压力条件或光系统损伤，会引起虫黄藻的排出或死亡，这就是我们说的“白化”。

电子在光系统I和II之间穿梭，称为电子传输速率（ETR），可通过光合产量乘可用光量计算，“光合产量”由PAM测定。

“可用光”由量子仪监测（具有2 pi余弦校正传感器的Li-CorLI-189），并报告为光合有效辐射，即PAR值（PAR，以每平方米每秒的微摩尔光子为单位，即μmol·m2·sec）。

光合作用的产量，通常随着光照强度的增加而降低。

叶黄素循环充当了“安全阀”的角色，当光强度过高，并且超过光合作用所需的强度时，叶黄素将“倾倒”过量的吸收能量，这一过程被称为动态光抑制（简称“光抑制”）。即使光强度增加，只要光抑制产生，光合作用的速率就是降低的。

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如何确定光合作用的饱和度

我们可以通过以下方法来确定光合作用何时饱和：

光合作用的速率与光强度，在接近饱和点前，呈线性关系。如果这个线性趋势，在最大光合作用量下与水平线相交，我们可以通过将一条线向下延伸到图表的x轴来确定“饱和开始”（见下图）。

注：通过类似的方法，我们也可以确定光抑制的开始。光抑制和光饱和在图表上是镜像关系。

用PAM测量虫黄藻内的ETR。X轴是光强度（PAR），Y轴是电子传输速率。用曲线连接ETR数据点。

根据上文所说，可以测得光饱和在PAR值约400时开始，光抑制在PAR值约700时开始。

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待测样本：

5种SPS、1种LPS、1种五爪贝。

待测样本被放置在户外养殖系统中（在最浅的养殖池中接受自然光照射），并且有足够的时间来适应光照强度的增加。

测量方法：

为了在实验中控制光照的质量和强度，我们使用400瓦的大龟照射样本，并通过PAM测定ETR（大龟的光谱非常类似于浅水中的太阳光谱）。

在实验中，我们使用了特殊的透明材料来屏蔽紫外线辐射。（灯的紫外线对虫黄藻光合作用是有影响的，本实验研究光饱和，要避免UV对ETR的影响）

每个珊瑚样本都用PAM测量不同光强度下的电子传输速率，以确定光照饱和点。

实验结果：

结果表明，珊瑚的虫黄藻具有较大的光适应范围，但这个范围也是有限的。

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样本1：Pavona varians（菌珊瑚的一种）

起始光饱和点：PAR 110

起始光抑制点：PAR 350

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样本2：Porites evermanni（微孔珊瑚的一种）

起始光饱和点：PAR 400

起始光抑制点：PAR 750

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样本3：Pocillopora meandrina（细枝鹿角珊瑚的一种）

起始光饱和点：PAR 275

起始光抑制点：PAR 425

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样本4：Porites lobata（微孔珊瑚的一种黄绿变种）

起始光饱和点：PAR 250

起始光抑制点：PAR 350

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为什么“低光”珊瑚会在明亮的潜礁中定居？

“放错地方”的珊瑚并不罕见，特别是Pavona和Montipora（P属、M属）。为什么会这样，可能只有珊瑚自己知道。

我们推测，珊瑚幼虫在水中飘荡时，可以“感觉到”化学提示并定居在一个似乎合适的地方。

研究发现，钙质藻类或生物膜中的特定物质是珊瑚幼虫可感知的载体。

因此，如果Montipora幼虫感觉到它的载体是一种适应低光的钙质藻类，就会附着并生长。

但如果这种藻类只是生长在一个很浅的缝隙中，Montipora珊瑚长大后，便有可能暴露在一个高光环境中（可以生存但并不茁壮），有点类似于上错车。

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样本6：Sinularia densa（短软指珊瑚的一种）

起始光饱和点：PAR 207

起始光抑制点：未知，但可能是PAR 400

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样本7：Tridacna maxima（五爪M贝的一种）

起始光饱和点：PAR 600未见饱和

起始光抑制点：PAR 1,900未见抑制

研究普遍认为，五爪贝需要大量的光才能真正茁壮成长。

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LPS与SPS的光饱和点

我们普遍认为，LPS需要的光比SPS要少。但本文的实验数据与这一观点相矛盾。在实验样本中，我们看到手指珊瑚的光饱和点，高于几个SPS样本。

所以，我们应该更关注某些个体珊瑚的光饱和点，而不是一概而论的说LPS需要的光更少。

为什么五爪贝和一些LPS具有很高的光饱和点？

首先，虫黄藻进化分支的饱和点不同。已知的A进化分枝（在许多五爪贝中发现的）能够耐受高光。

其次，LPS和贝类的组织有较厚的横截面，并且几乎肯定会发生自阴影。

最后，五爪贝的地幔组织是分层的，光很容易被折射。

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照明设置

经过多年的实践证明，水族养殖中，绝大多数珊瑚的状态，在相对较低的光照环境下将好于光照较高的环境。PAR值在200-300足以使光合作用饱和。

有些人认为，珊瑚能够在光线较弱的情况下产生荧光。但实验结果表明，荧光是珊瑚接近光饱和点的一种反应。（这是规律）

也有一些例外，比如在低光照条件下，至少有一种绿色和橙色荧光化合物会变得明显，而在较高光照条件下会出现红色，粉红色和其他颜色。（这是例外）

所以，过高的光照，会抑制虫黄藻的光合作用，并减缓珊瑚的生长。

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附表：一些珊瑚的光补偿、光饱和、光抑制PAR值数据列表。

注：“*”表示暂无数据，“~”表示约，补偿点为最低光照数值。

原始文献没有图片，我尽力找了一些，不敢保证100%准确。

此外，一些带后缀的种类，我没有查到相关资料，只能猜测是这一属的某个品种。我保留了英文，有拿得准的鱼友请给我补充。

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