domanda di biologia sulla fotosintesi
 

Scusate Mod, ma non vedo una sezione adatta, mettetela dove ritente più opportuno...

Ecco la domanda:

Per una cellula vegetale (naturalmente a me interessano le zooxhantellae), conta l'energia del fotone che la colpisce?

Un fotone con minore lunghezza d'onda, ha più energia; ma fornisce anche alla cellula più energia per effettuare la fotosintesi? oppure è un semplice quanto ed ogni fotone fornisce sostanzialmente la stessa energia?

Le implicazioni derivanti da questo concetto sono notevoli relativamente alle scelte di illuminazione sulle nostre vasche e l'unico valore di cui tenere conto sarebbe il PPFD...

Grazie a chiunque risca ad "illuminarmi"...

Ora tu mi entro troppo in dettaglio, ma cosi a grandi linee un materiale ad esempio come il vetro può risultare "trasparente" a certe lunghezze d'onda e "opaco" per altre che vengono dal vetro assorbite. Stesso dicasi per un pannello che al nostro occhio risulta opaco.

Credo che questo stesso concetto possa essere applicato alle piente. La cui composizione implica che alcune loro parti necessitano di una determinata lunghezza d'onda, mentre altre ne richiedono un altra. Come, piante che vivono a pelo d'acqua possono sfruttare tutta la banda del colore, ma quelle che vivono in profondita non sono in grado credo di sfruttare il rosso perchè in condizioni normali non lo hanno mai visto per sotto i 5 metri di profondità la lunghezza d'onda del rosso scompare.

Come ragionamento a spanne mi torna, ma potrebbe anche essere un emerita str .... #36#

io voglio capire se il PPFD è un valore che ci serve a qualcosa o no... il PAR non lo possiamo misurare, ma solo il PPFD che è il numero di fotoni emessi dalla lampadina. Se diamo pochi fotoni ad alta energia o tanti fotoni a bassa energia, cambia? perchè?

Tu giustamente dici che gli animali che stanno sotto i 5m non se ne fanno niente del rosso, credo sia corretto... ma allora perchè la pratica mostra che una lampadina da 6500k fa crescere di più di una da 20000K? eppure dovrebbero usare meglio il blu...

...a rigor di logica facendo un parallelo con le piante dovrebbe essere che è meglio più fotoni con meno energia che pochi fotoni con molta energia.....questo perchè più fotoni colpiscono più tessuto e attivano più cellule fotosintetiche e l'organismo cresce meglio ...se non ricordo male nella fotosintesi clorofilliana nel bilancio energetico con la luce solare una parte dell'energia fornita viene dispersa....quindi è meglio più fotoni meno potenti (meno dispersione ma più cellule interessate) che pochi fotoni molto potenti (maggior dispersione).....#24#24#24...nelle piante poi le esigenze rispetto alla luce sono anche molto diverse da specie a specie....potrebbe essere così anche nei coralli....?

Da quello che ne so io tutti i fotoni dal'UV all'infrarosso, forniscono energia per la fotosintesi.
Infatti i due fotosistemi (il 2 e l'1), costituiti da clorofilla e altre molecole, hanno i picchi a 680 e 700nm.. ci sono però i cosiddetti pigmenti accessori (carotenoidi, phycobiline, ecc) che assorbono a un pò tutte le lunghezze d'onda..
Ora, l'energia luminosa viene convertita in energia chimica prima dal PS" (fotosistema 2) che strappa gli elettroni al manganese (che li prende dall'acqua). Tali elettroni devono subire un'eccitazione a causa dell'energia dei fotoni che lo colpiscono e cosi, una volta eccitato acquisisce potenziale redox minore e questo permette poi la cascata a potenziali redox sempre maggiori. Poi tutta la storia si ripete col PS1 fino ad avere NADPH (potere riducente e fonte di energia).
Quindi è tutta una questione di potenziale di ossidoriduzione. e allora che siano due fotoni con x energia o uno con 2x dovrebbe essere la stessa cosa..
Lo so che ho fatto un riassunto tremendamente striminzito della fotosintesi però dovrebbe essere utile per capire la questione di cui si parla..

sposto per adesso in approfondimenti.

qbacce, dai dati che ho trovato esistono varie molecole eccitabili dalla radiazione luminosa, alcune subiscono la massima eccitazione tra 400 e 450nm, le altre tra 600 e 700...
le molecole sono clorofilla a e c, beta carotene, xantofilla, peridinina, neoperidinina, dinoxantina e diadinoxantina.
in mezzo c'è poca roba da eccitare... purtroppo i dati che abbiamo dalle lampade sono solo lo spettro ed il PPFD, ovvero il numero di fotoni emesso... sapere che una lampada emette tanti fotoni non dovrebbe necessariamente vole dire che è efficiente per la vasca, poichè dipende dallo spettro... eppure sempre leggiamo che le lampade con bassa gradazione K (6500) spingono al top le vasche... e ci sono riscontri oggettivi di questo... perchè? di blu (400 - 450nm) ne hanno poco...

in realtà non sono sicuro che le zooxantelle siano così uguali da un punto di visto biochimico alle piante..voglio dire non so se hanno gli stessi fotosistemi e seguono gli stessi percorsi meta/cata/anabolici..
qbacce spiegami perchè un elettrone eccitato dovrebbe assumere potenziale redox minore...sono gli atomi che hanno potenziale di riduzione e ossidazione non gli elettroni, ma il senso dell'intervento era chiaro.
INK evidentemente le 6500 K hanno spettro più ampio e i blu sono magari cammuffati dai gialli, oppure il giallo stesso, cosa più probabile deriva dalla fusione di blu, verde..tutto fila.
per tornare alla domanda del topic, il problema sarebbe capire di quanta energia necessita il PS1 (ammesso che sia uguale in piante e zooxantelle)
riporto da wikipedia:
"Tutte queste molecole sono in grado di catturare l'energia luminosa, ma solo quelle di clorofilla a sono in grado di passare ad uno stato eccitato che attiva la reazione fotosintetica. Le molecole che hanno solo funzione di captazione sono dette molecole antenna; quelle che attivano il processo fotosintetico sono definite centri di reazione. La "fase luminosa" è dominata dalla clorofilla a, le cui molecole assorbono selettivamente luce nelle porzioni rossa e blu-violetta dello spettro visibile, attraverso una serie di altri pigmenti coadiuvanti"

il rosso ha lunghezza d'onda 625-740 ed il blu violetto 450-500..da cui l'ampio spettro necessario per crescere, quindi sperando di averti risposto inkservono fotoni a diverse energia e quindi diverse lunghezze di onda ed come già avete scritto a 680#700 (rosso) c'è un assorbimento importante ma poca energia e anche 450-500 (blu azzurro) non è così energetico, tempo fa mi chiesi se sparare uv sopra ai coralli aiutasse a tirare fuori le cromoproteine che amiamo tanto..poichè se diamo molta energia i coralli si difendono dalla stessa producendo cromoproteine..e qui è il dubbione sull'illuminazione..
quindi servono lampade che emettano fra i 625-740 e i 450-500, inoltre servirebbe (ammesso che non basti l'energia alle lunghezze d'onda già citate) una lunghezza d'onda più bassa, UV quindi, per stimolare ulteriormente le cromoproteine o bruciamo il corallo arrivando alla fotoinibizione o lo bruciamo fisicamente per il troppo calore?

Ink bella questa discussione.
La risposta che ho quotato dice tutto.
Aggiungimi le mie precedenti dell'altro post e hai tutto quello che ti serve...

Ora per finire....
bisogna capire che la scelta della lampadina debba essere indicata dal numero di fotoni emessi dal bulbo..più ne emette e meglio è....questo come prima regola, in modo tale da sfruttare al meglio tutti i watt di cui beneficia l'Enel....
Poi come seconda regola...uno potrebbe dire.." Io voglio un'illuminazione che non sia gialla...adoro l'azzurrino o il blu"...perfetto.... a questo punto si dovrebbe scegliere (logicamente) il bulbo che tra tutti quelli di "x"kalvin che più ci aggrada...quello con il PPDF maggiore tutto qua...

Ora concludo con un esempio...per dimostrare che la leggenda kalvin + meno crescita kelvin - più crescita...

Se si provasse a illuminare una vasca diciamo di un metro di lunghezza con 2 uguali plafoniere: in una metteremo un bulbo XM E40 da 250 watt 10.000 kalvin (kalvin reali 11.500) e nell'altra un bulbo Giesemann Marine E40 400 watt 12.500 kalvin (kalvin reali 7.140) avremmo pressappoco la stessa resa a destra e a sinistra...

La parte sinistra della vasca verrebbe irradiata da circa 115 fotoni utili con un consumo di 250 watt e una luce piuttosto bianca....(11.500 kalvin)

La parte destra della vasca verrebbe irradiata da circa 132 fotoni utili con un consumo di 400 watt e una luce piuttosto gialla....(7140 kalvin)

A questo punto la scelta logica quale sarebbe per avere una resa degna e un risparmio economico...-28

le faccine non erano volute..