Curvas Fotosíntesis-Irradiancia

(P-E)

1. Luz

2. Procesos Físicos (circulación de la columna de agua)

3. Foto aclimatación (pigmentos)

1. Temperatura (enzimas)

2. Concentración de CO2

3. Nutrientes

Factores que afectan la FotosíntesisFactores que afectan la Fotosíntesis

DISTRIBUCION VERTICAL =DISTRIBUCION VERTICAL =PPespecifica (/cla)* luz * biomasaPPespecifica (/cla)* luz * biomasa

Columna bien mezclada

Floracion Superficial

Aguas oligotroficas con DCM

Lagos transparentes con maxima biomasa al fondo

Dep

th

Fotosintesis Biomasa

Variacion Estacional

Fisicos• Temperatura• Luz

Nutrientes• silica• nitrogeno• fosforo

Biologicos • competicion• Hundimiento• Pastoreo • Parasitismo

• Nutrientes

• Temperatura

• Luz

Cambios graduales Del orden de días-estacional

Cambios intensos Cantidad y calidad

En resumen: En resumen: Factores que afectan la Factores que afectan la FotosíntesisFotosíntesis

PB

PB

m ax

Ek

mg

C(m

g C

hla)

-1 h

-1

(mg C(mg Chla)-1 h-1).(Mol quanta m-2 s-1)-1

Mol quanta m-2 s-1

Ek = PmB/B

Luz de Compensación: Producción Neta

Fot

osín

tesi

s B

ruta

R

Como evaluar la relación de la Como evaluar la relación de la Luz con la Fotosíntesis?Luz con la Fotosíntesis?

Parametros Fotosinteticos

(mg C(mg Chla)-1 h-1).(Mol quanta m-2 s-1)-1)

Pm(mg C(mg Chla)-1 h-1)

EK(Mol quanta m-2 s-1)-1) – Indice de

Fotoaclimatacion

Eficiencia de captura de luz Eficiencia de conversion de la energia

Tasa de asimilacion de Carbono … reacciones en el Ciclo de Calvin o procesos de difusion y transporte Depende de la temperatura

Parametro de Saturacion de Luz, EK

/

/

mK

BBmK

PE

PE

• 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

EP

EPP

BBm

BBm

*

**

)/*tanh(* Bm

BBm PEPP

)exp1(* )/*( Bm

B PEBmPP

1. Smith, 1936

2. Jassby and Platt (1976)

3. Platt et al. (1980)

4. Otras …

Bm

BBm

B PEPEBm ePP /**)/*( *)exp1(*

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

J&P Smith Platt Platt_in

Rendimiento Quantico, m

• Indice de la eficiencia de transferencia de energia desde los pigmentos hasta la cadena de transporte de electrones

CO2 =Moles de Carbono asimilados

Luz absorbida

O2 =Moles de Oxigeno Producidos

Luz absorbida

CO2

O2 ()= B()/ a

(mg C. mg Chla-1. h-1)(mol. m-2. s-1)-1

(mg O2. mg Chla-1. h-1)(mol. 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.

a - medida de la capacidad de absorción de luz por el fitoplancton

a () – varia con la longitud de onda

0

1

2

3

4

5

6

7

8

400 450 500 550 600 650 700

(nm)

m-2

(m

g C

la)-1

700

400

)().( dEaa inc

Integrar la absorción por todos los pigmentos

Seccion CruzadaSeccion 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,

Una antena?

Que causa variaciones en

• 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

PSU

PSII PSI

Perdidas Termicas/Fluorescencia

OPTICA

EFECTIVA

Relacion con la Curva P-E

/Bm

aE EP

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

Chla/célula < CR/célula

= Pacc (Antena)

Chla/célula> CR/célula

= Pacc (Antena)

Control: Baja Irradiancia

LB

LB

LA

B PmB(1)

PmB(2)

Ek(1)

Ek(2)

LB= CR/célula

> Pacc (Antena)

LA= CR/célula

< Pacc (Antena)

LB> CR/célula

< Pacc (Antena)

LA< CR/célula

> Pacc (Antena)

B(1)

PmB(1)=(2)

Ek(1)

Ek(2)

B(2)

B(1)B(2) PmB(1)

PmB(2)

Ek

Ek-dependiente

Ek-independiente