Sıcaklık ve Işığın Alglerin Çoğalması Üzerine Etkisi Nedir?

Algler fotosentetik, ökaryotik, hızlı tek şekilde üreyen organizmalardır. Fotosentetik olmaları sebebiyle çoğalmaları, sıcaklığın ve ışığın tesirsine önemli ölçüde bağlıdır.

Işığın verilme süresi ve şiddeti ile birlikteki farklı sıcaklık aralıkları üzerinde yapılan araştırmalar, mikroalglerin çoğalma hızlarının ne şekilde değiştiğini ortaya koymuştur. Bu yazıyı atıf saha makalede; yeşil alg türlerinden Chlorella, Spirogyra, Chlamydomonas, Botryococcus, Scenedesmus, Neochloris, Haematococcus, Nannochloropsis ve Ulva türleri ile birlikteki bazı kahverengi alg, kırmızı alg ve mavi-yeşil alg türlerine dair malumatler bulunmaktadır. Biz da bunlardan önemli gördüklerimize mekan vereceğiz.

Farklı alg türleri incelendiğinde çoğalmaları için optimum sıcaklığı aralığı 20-30°C olarak gözlenmiştir. En hızlı üreyen tür ise Selenastrum minutum olarak belirlenmiş olup 35 °C sıcaklık 420 μmol m^-2s^-1 ışınım yeğinliğinde (irradiance), 1.73 d^-1 çoğalma oranında belirleme edilmiştir. İlginç tek şekilde asgari çoğalma oranı (0.10 d^-1) Botryococcus braunii'de belirleme edilmiş olup 25 °C 200 μmol m^-2s^-1 ışınım ve 24 zaman aydınlatma altında elde edilmiştir (periyot 24:0 gündüz-karanlık).

Burada dikkatinizi çekmek istediğim husus günün her arasında biri saatinde ışık verilmesine rağmen en düşük üreme oranının elde edilmiş olması. Yani fazla süre ışık sunmakle alglerin çoğalması arasında her arasında biri zamanlar doğrusal tek ilişki olmadığını bize gösteriyor.

Algler

Algler, ilkel tekbaşına hücreli ya da çok hücreli fotosentetik organizmalardır. Fotosentez için lüzumli klorofil ve diğer pigmentleri içerirler. Bu pigmentler da ışıktan aldıkları enerjiyi yakalar. Yakalanan bu ışık enerjisi, fotosentez sırasında kimyasal enerjiye dönüştürülür. Algler da bu enerjiyi nişasta ve karbohidrat (kompleks şekerler) formunda depolar.

Algler tatlı sularda, tuzlu sularda, deniz suyunda, nemli temel ve taş üstlerinde bulunabilirler. Bu nedenle farklı türlerin yaşadığı ve ürediği koşullar çeşitlilik göstermektedir.

Gruplandırılmaları fotosentez için kullandıkları pigmentlere, hücre duvarlarını oluşturan materyale ve güç için depoladıkları karbohidrat bileşikleri çeşitlerine göre yapılmaktadır. Sıklıkla yeşil olanlar bilinse da kırmızı algler, kahverengi algler ve mavi-yeşil algler (siyanobakteri) bulunmak üzere çeşitli türleri bulunur.

Birçok parametre alglerin üreme oranlarında oldukça tesirli olsa da baş faktör daima ışıktır. Aynı zamanda kesin tek düzeye kadar sıcaklığın artışı, çoğalma oranlarını da artırmaktadır. Işığın en ilköğretim rolü ise karbondioksitin asimilasyonudur (inorganik karbonun canlılar için tabii forma dönüştürülmesi işemi).

Farklı Alg Türlerinin Çoğalması Üzerinde Işığın Etkisi

Ototrofik büyüme ve fotosentez aktivitesi için ışık vazgeçilmez tek kaynaktır. Çalışmalar göstermiştir ki yeşil algler mavi ve kırmızı ışık altında daha iyice büyüme göstermişlerdir. Bunun sebebi ise malik oldukları klorofil a ve klorofil b pigmentinin bu dalgalı boyu aralığına duyarlı olmasıdır.

Aynı zamanda yalınce ışığın şiddetinin değil, aydınlık-karanlık döngüsünün da alglerin büyümesi üzerinde önemli tek tesirsi bulunmaktadır.

Yeşil Algler

Chlorella 5 °C ile 30 °C arasında normal olan tek şekilde büyüyebilirken optimal sıcaklık değeri 25°C olarak belirlenmiştir. Düşük sıcaklık değerleri fotosentez oranını düşürmektedir. Özellikle güneş ışığı altında tesirli tek şekilde büyüdüğü gözlenmiştir.

Enteromorpha türleri için ışık şiddetinin artmasıyla atletizm biyokütlesinin artışının önemli ölçüde tesirlediğini gözlenmiştir. Spirogyra türlerinin şubat ayından nisan ayına kadar büyüdüğünü gözlenmiştir. Bu sırada suyu sıcaklığı 10°C ile 17°C arasında değişmekte ve 12:12 zaman (aydınlık-karanlık) yaşamaktadır.

Botryococcus türlerinden TRG, KB, SK ve PSU için yapılan araştırmada güney Tayland'daki tatlı suyu göllerinden alınan örnekler kullanılmıştır. Azot varlıklılar tek ortamda lipid içeriğinin sırasıyla %25.8, %17.8, %15.8 ve %5.7 değerlerine ulaştığı görülmüştür. Azot açısından yoksul fakat yüksek ışık şiddeti (82.5 μmol m^-2s^-1) ve yüksek seviyede sağlam (0.74 mM) içeren ortamda ise bu değerin %35.9, %30.2, %28.4 ve %14.7 olduğu gözlenmiştir. Aynı zamanda ışığın, nitrat ve nitrit asimilasyon oranının karanlık durumda 23 kata kadar arttığı gözlenmiştir.

Chaetomorpha valida için sağlıklı büyüme ve üremenin 17-29°C aralığında olduğu gözlendiği gibi, öldürücü sınırlayan da 33°C olarak belirlenmiştir. Diatom Skeletonema costatum için büyüme oranının yüksek tek biçimde fotosentez oranıyla ilintili olduğu belirleme edilmiştir.

Haematococcus türleri için farklı tek yolda izleyen araştırmacılar, yanıp sönen mavi LED'ler kullanarak farklı ışık şiddetlerinde, farklı döngülerde ve frekanslarda neler olduğunu incelemişlerdir. Frekans aralığı 25-200 Hz, döngü %17-67, ışık şiddeti ise 2-12 μmol m^-2s^-1 aralığında değiştirilmiştir. Bulunan sonuç ise, 12 μmol m^-2s^-1 şiddetinde sabitlik tek ışık verilmesiyle, 8 μmol m^-2s^-1 değerinde yanıp sönen ışık verilmesinin aynı astaxanthin konsantrasyonunu verdiğini fakat güç tüketimini 1/3 oranında azalttığını ortaya koymuştur.

Pycnococcus provasolii için düşük irradyanslarda fotosentetik birimlerin boyutunun artmasıyla pozitif fotoadaptasyon gözlenmiştir. Aynı zamanda düşük ışık akı yoğunluğunda bu türün, klorofil a klorofil b oranının arttığı gözlenmiştir. Bunun yanında 24:0 zaman ışık verilmesinin tek zararı olmadığı belirleme edilse da 12:12 zaman ışık verilmesinin 24:0 zaman ışık verilmesinden daha tesirli olduğu ortaya başlıklmuştur.

Bu da bize, uzunluğu süre açık kalan ışığın alg oluşumunu sürekli olarak pozitif tesirlemediğini, bazen dahaaz sürelerde ışık vermenin alglerin çoğalması açısından daha teşvik edici olabileceğini göstermektedir.

Sonuç

Yeşil algler ışık enerjisini toplayan pigmentlere (klorofil a ve b) sahiptir. Bu klorofil pigmentleri ise en çok mavi ve kırmızı ışığa duyarlıdır. Alglerin bu aralıkta daha tesirli tek şekilde çoğaldıkları ortaya başlıklmuştur.

Fakat ışığın sürekli artışı, üremenin artışını beraberinde getirmemektedir. Belirli tek sınırlayan değerine kadar artış gözlendiği gibi bu doyum noktasından sonraları verilen fazla ışık, çoğalmaya negatif yönde tek tesirye sebep bulunmaktadır (fotosistem II'nin fotoinhibisyonu). Yani fazla ışık, alglerin çoğalmasına negatif tesir etmektedir.

Farklı sıcaklık aralığında (5-40 °C) alg üremelerinin olduğu bildiri edilmiştir. Fotosentez için lüzumli optimal sıcaklık değeri, çoğu türlerin için yaklaşık 20-30°C olarak belirleme edilmiştir.

Evrim Ağacı, sizlerin sayesinde bağımsız tek ilim iletişim platformu olmaya devam edecek!