Curvas Fotosíntesis-Irradiancia (P-E)

Factores que afectan la Fotosíntesis Luz Procesos Físicos (circulación de la columna de agua) Foto aclimatación (pigmentos) Temperatura (enzimas) Concentración de CO2 Nutrientes

DISTRIBUCION VERTICAL = PPespecifica (/cla)* luz * biomasa Fotosintesis Columna bien mezclada Floracion Superficial Aguas oligotroficas con DCM Lagos transparentes con maxima biomasa al fondo Depth

Variacion Estacional Fisicos Nutrientes Biologicos Temperatura Luz silica nitrogeno fosforo Biologicos competicion Hundimiento Pastoreo Parasitismo

En resumen: Factores que afectan la Fotosíntesis Nutrientes Cambios graduales Del orden de días-estacional Temperatura Cambios intensos Cantidad y calidad Luz

Como evaluar la relación de la Luz con la Fotosíntesis? mg C(mg Chla)-1 h-1 (mg C(mg Chla)-1 h-1).(mMol quanta m-2 s-1)-1 mMol quanta m-2 s-1 Ek = PmB/aB Luz de Compensación: Producción Neta Fotosíntesis Bruta R Unidades --- B indica normalizacion por la biomassa Ek es la irradiancia de saturacion … la verdad indica la irradiancia en la cual la produccion llegaria al maximo si esta continuara a crescer linearmente con E. Luz de Compensacion: Cuando la liberacion de oxigeno es exactamente igual al consumo por respiración. O a partir de este punto existe una producción neta, que antes no ocurria.

Analogia con las Etapas de la Fotosintesis

Parametros Fotosinteticos aB (mg C(mg Chla)-1 h-1).(mMol quanta m-2 s-1)-1) Eficiencia de captura de luz Eficiencia de conversion de la energia PmB (mg C(mg Chla)-1 h-1) Tasa de asimilacion de Carbono … reacciones en el Ciclo de Calvin o procesos de difusion y transporte Depende de la temperatura EK (mMol quanta m-2 s-1)-1) – Indice de Fotoaclimatacion

Parametro de Saturacion de Luz, EK Representa un optimo en la curva P-E Muy utilizado por que es independiente de las unidades de medicion Permite comparar el estado de fotoaclimatacion de especies/comunidades

Forma de la Curva y Ecuaciones Smith, 1936 Jassby and Platt (1976) Platt et al. (1980) Otras …

Rendimiento Quantico, fm Indice de la eficiencia de transferencia de energia desde los pigmentos hasta la cadena de transporte de electrones fCO2 Moles de Carbono asimilados = Luz absorbida fO2 Moles de Oxigeno Producidos = Luz absorbida

fCO2 fO2 (l)= aB(l)/ af(l) (mg C. mg Chla-1. h-1)(mmol. m-2. s-1)-1 (mg O2. mg Chla-1. h-1)(mmol. m-2. s-1)-1 * Aunque varia con la longitud de onda, en general se asume como independiente. Se debe tomar en cuenta que hay pigmentos (zeaxanthina, b-caroteno, …) que aunque absorben energia (fotoproteccion) no la transfieren al CR.

af - medida de la capacidad de absorción de luz por el fitoplancton af (l) – varia con la longitud de onda Integrar la absorción por todos los pigmentos Seccion Cruzada

Sección Cruzada de la Absorción (Absorption Cross Section) Definicion: Probabilidad de absorcion de un foton tomando en cuenta la habilidad para iniciar una respuesta fotoquimica, s. Una antena?

Que causa variaciones en s ? Adición de algún pigmento (ej. Carotenos) que absorbe luz pero no transfiere la energía a un centro de reacción. Luz es absorbida pero puede ser mas o menos efectiva en causar una respuesta fotoquimica … varia con la longitud de onda

sPSU sPSII sPSI Perdidas Termicas/Fluorescencia EFECTIVA OPTICA

Relacion con la Curva P-E

Espectro de Acción de la Fotosíntesis Indica o muestra las longitudes de onda que hacen que la fotosíntesis se lleve a cabo (ó sea más efectiva). Engelmann, 1881 Eficiencia con que la radiación electromagnética produce una reacción fotoquímica cuando se grafica en función de la longitud de onda. El espectro de acción es un indicador de cual longitud de onda puede ser usada por la planta para producir fotosíntesis.

Curvas P-E y Fotoaclimatación Control: Baja Irradiancia LB Chla/célula > CR/célula = Pacc (Antena) LA aB PmB(1) LB PmB(2) Chla/célula < CR/célula = Pacc (Antena) Ek(2) Ek(1)

aB(1) aB(2) LB = CR/célula > Pacc (Antena) PmB(1)=(2) LA = CR/célula < Pacc (Antena) Ek(2) Ek(1) Ek-dependiente aB(1) PmB(1) aB(2) LB > CR/célula < Pacc (Antena) LA < CR/célula > Pacc (Antena) PmB(2) Ek Ek-independiente