Światło w akwarium morskim – wprowadzenie
Światło w akwarium morskim jest kluczowe – to temat, który w internecie budzi nieustanną dyskusję. Piszę ten artykuł, bo, według mnie, zasługuje on na głębszą analizę. Mam nadzieję, że zgodzisz się ze mną, drogi czytelniku. Dostarczę Wam nie tylko konkretnych danych na temat oświetlenia, ale również garść ciekawostek, które pomogą dobrze dobrać lampę do Twojego akwarium. Ponadto, zapraszam do lektury oraz do przeczytania dodatkowych materiałów, do których odnośniki znajdziesz w tekście!
Czym jest światło?
Na wstępie, zacznijmy od podstaw. Światło to fala elektromagnetyczna, która jest widoczna dla ludzkiego oka. Światło rozchodzi się w próżni z prędkością 299 792 458 m/s. Oprócz tego składa się z fal elektromagnetycznych o różnych długościach, co jest powodem, dla którego widzimy różne kolory.
Długości fal światła
Długość fali świetlnej, to odległość między dwoma kolejnymi punktami na fali elektromagnetycznej, które charakteryzują się tym samym stanem drgań. Innymi słowy, jest to odległość między dwoma punktami na fali, które znajdują się w tej samej fazie.
Po drugie, długość fali określa się najczęściej w metrach, ale stosuje się również inne jednostki, takie jak nanometry (nm) czy mikrometry (µm). Długość fali świetlnej jest jednym z podstawowych parametrów, które określają właściwości światła, takie jak kolor, energię, czy częstotliwość.
Po trzecie, długość fali jest ściśle związana z jej częstotliwością, co opisuje prawo relacji między długością fali i częstotliwością – im krótsza długość fali, tym wyższa częstotliwość i na odwrót. Matematycznie można to zapisać jako:
długość fali = prędkość światła / częstotliwość
gdzie prędkość światła wynosi około 299 792 458 m/s w próżni. (Light gradients and optical microniches in coral tissues. Front Microbiol. 2017; 8: 256).
Zakresy fal światła
- Czerwony: około 700-635 nm
- Pomarańczowy: około 635-590 nm
- Żółty: około 590-560 nm
- Zielony: około 560-495 nm
- Niebieski: około 495-450 nm
- Fioletowy: około 450-400 nm
- UV-A: 400-315 nm
Światło w akwarium a parametr PAR
Parametr PAR (ang. Photosynthetically Active Radiation), na który powinniśmy zwracać szczególną uwagę, umożliwia nam odczytanie promieniowania fotosyntetycznego czynnego. Co więcej, jego jednostka wyrażana jest w mikromolach fotonów na metr kwadratowy na sekundę. Poza tym, fotony znajdujące się w zakresie długości fal stymulujących proces fotosyntezy (~400–700 nm) są najbardziej wartościowe.
Tak więc mierząc PAR, faktycznie mierzymy strumień fotonów, reprezentujących wszystkie kolory światła widzialnego, na określonej powierzchni. Im większa wartość PAR, tym bardziej intensywny jest strumień fotonów. To oznacza, że większa liczba fotonów pada na powierzchnię w ciągu jednej sekundy. Oznacza to, że im wyższa wartość PAR, tym bardziej intensywnie przeprowadzana jest fotosynteza.
Światło w akwarium – jak działa na koralowce?
Światło w akwarium morskim jest niebywale ważne dla organizmów morskich. Dlatego też koralowce są w stanie odżywiać się światłem, dzięki fotosyntezie zachodzącej u swoich symbiotycznych glonów zooxanthelli. Glony te wykorzystują światło do fotosyntezy, dzięki której przetwarzają dwutlenek węgla i wodę na związki organiczne, takie jak cukry i aminokwasy. Koralowce zapewniają glonom schronienie oraz składniki odżywcze, a w zamian glony dostarczają im energię, tlen i wiele cennych związków. 
Wpływ danych długości fal na fotosyntezę koralowców
Jak wiemy, koralowce które trzymamy w naszych zbiornikach, najczęściej zawierają symbiotyczne glony zooksantelle, które do fotosyntezy wykorzystują światło. Światło w akwarium ma kluczowe znaczenie, ponieważ fotosynteza to proces biochemiczny, który przekształca energię świetlną w energię chemiczną. Dzięki temu procesowi, koralowce otrzymują dużo energii chemicznej ze swoich zooksantelli, w postaci cukrów, tłuszczów, aminokwasów i tlenu.
Wiemy, że wszystkie kolory stymulują fotosyntezę wśród koralowcach zooksantellowych. Wiadomo też, że fotosynteza jest głównym motorem wzrostu koralowców, ponieważ dostarcza koralowcom dużo energii w postaci związków organicznych. Od wielu lat prowadzone są badania naukowe na temat tego, jaka długość fali światła jest najbardziej efektywna dla koralowców.
Badania naukowe
Kinzie (1984, 1987) odkryli, że długość fali światła ma znaczący wpływ na proces fotosyntezy u koralowców. Badania wykazały, że długość fali świetlnej wpływa na efektywność fotosyntezy i rozwój koralowców. Okazało się, że koralowce “przyswajają” najlepiej światło o długości fal 450-550 nm (zakres światła niebieskiego i zielonego). Okazuje się, że najmniej skuteczne w fotosyntezie są długości fal powyżej 600 nm (czerwone i żółte). Odkryto, że samo niebieskie światło równie dobrze wspiera wzrost koralowców i zooksantelli, co światło białe o pełnym spektrum. Jednakżę pod warunkiem, że stosowana jest taka sama ilość światła, czyli równe PAR.
Po pierwsze, Szabó et al. (2016) przeprowadzili badania nad wpływem różnych długości fal światła na wzrost i rozwój koralowców. Badania wykazały, że światło o długości fali 455 nm jest najbardziej efektywne w stymulowaniu fotosyntezy u koralowców.
Po drugie, Wangpraseurt et al. (2012) badali wpływ różnych długości fal światła na procesy fotosyntetyczne, zachodzące u koralowców akwariowych. Badania wykazały, że światło o długości fali 455-465 nm jest najlepiej przyswajane przez chlorofile w koralowcach i stymuluje procesy fotosyntezy.
Dodatkowo, obserwacje oraz badania, jakie prowadziliśmy w Crazy Coral, dotyczące światła to potwierdzają. Uzyskaliśmy bardzo dobre rezultaty pod full spectrum oraz pod spektrum niebieskim światła.
Skąd się bierze u koralowców lepsza wrażliwość na kolor niebieski?
Obecność białek wrażliwych na światło niebieskie, znanych jako kryptochromy, może wyjaśnić ten stymulujący wpływ niebieskiego światła. Kinzie i współpracownicy (1984, 1987) odkryli, że kryptochromy są obecne na powierzchni koralowców. To one mogą działać jako sensory światła, wpływając na różne procesy metaboliczne, takie jak fotosynteza. Oprócz tego, inne badania, takie jak te przeprowadzone przez Wangpraseurt et al. (2012), również sugerują, że niebieskie światło o długości fali 455-465 nm jest najlepiej przyswajane przez chlorofile w koralowcach i stymuluje procesy fotosyntezy.
Światło w akwarium i jego moc a szybkość fotosyntezy
Badania naukowe wykazały, że natężenie światła lub irradiancja ma duży wpływ na wzrost koralowców. Tym samym, zbyt niskie natężenie światła może powodować zahamowanie wzrostu koralowców lub nawet ich śmierć. Co więcej, zbyt wysokie natężenie światła (szczególnie bez aklimatyzacji koralowców i ich symbiotycznych glonów do silniejszego światła) może powodować uszkodzenia tkanek koralowców.
Oprócz tego, odpowiednie natężenie światła w akwarium dla różnych gatunków koralowców może się różnić w zależności od ich specyficznych wymagań. Oto kilka przykładów z badań naukowych:
- Badania przeprowadzone na gatunku Acropora muricata wykazały, że optymalne natężenie światła wynosi około 400-500 mikromoli kwadratowych na sekundę (μmol m^-2 s^-1)
- W przypadku gatunku Pocillopora damicornis, optymalne natężenie światła wynosi około 200-300 μmol m^-2 s^-1 (Anthony et al., 2008).
- Dla gatunku Stylophora pistillata optymalne natężenie oświetlenia w akwarium wynosi około 300-400 μmol m^-2 s^-1 (Riddle et al., 2018).
- Innymi badaniami wykazano, że niektóre gatunki miękkich koralowców, takie jak Lobophytum spp. i Sinularia spp., preferują niższe natężenia światła, około 50-150 μmol m^-2 s^-1 (Nir et al., 2014).
TIP: Można więc założyć, że dla koralowców miękkich wystarczy PAR 50-150 μmol m^-2 s^-1. Korale LPS i SPS – PAR 200-500 μmol m^-2 s^-1. Wymagające korale w tym kilka gatunków Acropora – PAR 500-700 μmol m^-2 s^-1. Wyższe zakresy mogą powodować stres u koralowców, dlatego należy zadbać o dużą cyrkulację wody.
Wnioski z badań wskazują na to, że natężenie światła w akwarium dla każdego koralowca powinno być dopasowane indywidualnie. Jedne koralowce preferują niższe natężenie, drugie szczególnie takie jak gatunek Acropora – wyższe.
Światło w akwarium a wybarwienie koralowców
Badania przeprowadzone przez Salih et al. (2000) potwierdzają, że wysokie natężenie światła stymuluje produkcję fluorescencyjnych białek i chromoprotein u koralowców. Istotnym jest, iż niebieskie światło jest szczególnie skuteczne w tym procesie. Koralowce Akropora wymagają wyższego wskaźnika PAR wynoszącego nawet 700 µmol m–2 s–1 lub wyżej. Światło w akwarium odgrywa zatem kluczową rolę w zdrowiu i rozwoju koralowców, a odpowiednie jego doboru jest fundamentalne.
Więcej na temat tego jak dobrać odpowiedni PAR (moc światła w akwarium) dla koralowców znajdziesz w naszym artykule „Dobierz najlepsze PAR dla Twojego koralowca„.
Dobierz najlepszy PAR dla twojego koralowca
W koralowcach, produkcja zielonych i czerwonych białek fluorescencyjnych oraz chromoprotein niefluorescencyjnych jest zależna od wysokiego natężenia światła. Przykładowo, do osiągnięcia jasnej pigmentacji Seriatopora hystrix, Acropora pulchra i Acropora millepora wymagany jest poziom PAR wynoszący co najmniej 700 µmol m–2 s–1 (Roth and Deheyn 2013). Badania wykazały, że niebieskie światło wywołuje tę barwną produkcję pigmentu, a nie jest to bezpośrednio związane z fotosyntezą (Salih et al. 2000).
Chociaż te jasne kolory są pożądane przez akwarystów, ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że kolorowe koralowce w rzeczywistości wykazują reakcję na stres i chronią się przed nadmiarem światła. Narażenie na zbyt wysokie natężenie światła prowadzi do zmniejszenia ilości zooksantelli.
TIP: Wybarwienie koralowców jest zależne od światła, szczególnie u koralowców SPS. W niektórych przypadkach, na przykład u koralowców Acropora, przekroczenie pewnego poziomu mocy światła w akwarium spowoduje, że koralowiec zrzuci część glonów symbiotycznych i wytworzy odpowiedni kolor pigmentu w odpowiedzi na mocne światło. To spowoduje, że będzie on miał piękny kolor. Warto pamiętać, że jeżeli decydujemy się na takie kroki, musimy zadbać o różne aspekty, związane ze wzrostem koralowca (cyrkulaję, odpowiednią chemię, odpowiednią suplementację). Należy dobierać moc świecenia z rozsądkiem i stopniowo zwiększać moc.
Chociaż te jasne kolory są pożądane przez akwarystów, ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że kolorowe koralowce w rzeczywistości wykazują reakcję na stres i chronią się przed nadmiarem światła. Narażenie na zbyt wysokie natężenie światła prowadzi do zmniejszenia ilości zooksantelli.
Chcesz świecić mocniej? Zadbaj o silną cyrkulację wody
Badania przeprowadzone przez Wangpraseurt i jego zespół w 2017 roku sugerują, że silny ruch wody może łagodzić stres fizjologiczny u koralowców, co może mieć pozytywny wpływ na ich zdrowie i wzrost. Jest to również ważne w przypadku, kiedy dostarczamy im więcej światła i chcemy aby nasze koralowce szybciej rosły oraz były pięknie wybarwione. W eksperymencie zastosowano różne poziomy przepływu wody w akwariach z koralowcami i badano wpływ na aktywność fotosyntetyczną, biomasy i produkcję śluzu u koralowców. Badania wykazały, że silny przepływ wody znacznie zwiększał aktywność fotosyntetyczną koralowców i ich wzrost, jednocześnie zmniejszając stres oksydacyjny. Sugeruje to, że silny ruch wody może stanowić skuteczną metodę łagodzenia stresu i pobudzać szybszy wzrost.
Badania naukowe, przeprowadzone przez Hughes et al. (2018) i Wangpraseurt et al. (2017), wykazały, że silny ruch wody może łagodzić stres fizjologiczny u koralowców i pozytywnie wpływać na ich zdrowie i wzrost. Hughes et al. (2018) zaobserwowali, że koralowce, które rosną w miejscach o silniejszym ruchu wody, mają większą szansę na przetrwanie w warunkach zmian klimatu. Wangpraseurt et al. (2017) natomiast wykazali, że wstrząsy mechaniczne, takie jak drgania spowodowane przez silny ruch wody, mogą stymulować fotosyntezę zooksantelli w koralowcach i wpływać na ich wzrost.
TIP: Wnioski z tej części są takie, że jeżeli chcemy aby nasze koralowce szybko rosły i pięknie wyglądały, dostarczymy im odpowiednią ilość światła oraz musimy pamiętać aby zadbać również o odpowiednią cyrkulację. Dla korali miękkich ta cyrkulacja może być nieco słabsza ale już dla koralowców Acropora cyrkulacja powinna być mocna. Koralowiec musi w odpowiednim tempie pozbyć się odpadów przemiany materii oraz złagodzi to jego stres związany z mocnym oświetleniem. Pamiętajmy, aby dobierać moc świecenia z rozsądkiem i stopniowo zwiększać moc świecenia.
Światło w akwarium morskim – jak długo świecić?
Aby odpowiednio poruszyć ten temat, należy najpierw napisać, jak wygląda sytuacja na rafach koralowych. Jeśli chodzi o rafy koralowe, znajdujące się w tropikach, to w ciągu dnia słońce świeci na nich przez około 12 godzin, zazwyczaj od godziny 6 rano do 6 wieczorem. Jednak dokładny czas zmiany dnia na noc oraz długość dnia i nocy zależy od pory roku i położenia geograficznego rafy.
Ważne jest również, by zauważyć, że zdarza się, że rafy koralowe są również czasami zacienione przez chmury lub występują tam różne kłopoty pogodowe. To zaś może skrócić czas, w którym słońce świeci na nich w ciągu dnia.
W akwarium rekomendowany czas świecenia to 8-12 godzin dziennie. Ponadto, musimy pamiętać, że jeżeli wydłużamy czas świecenia, to koralowiec dostaje więcej energii dla swoich symbiotycznych glonów. Wydaje się logicznym, że jeżeli mamy słabsze światło, to powinniśmy świecić dłużej. Ale co w przypadku, kiedy chcemy świecić dłużej i mamy mocniejsze światło? Warto ustawić wschody i zachody słońca w taki sposób, aby dostarczały mniej energii. Z praktyki napiszę, że przy dłuższym świeceniu i odpowiedniej mocy świecenia część koralowców może zrzucić część zooksantelli i nieco pojaśnieć. W niektórych wypadkach jest to proces pożądany, jak na przykład przy wybarwianiu koralowców Akropora.
TIP: Aby prawidłowo ustawić długość świecenia lampą nad akwarium, weź pod uwagę kilka kluczowych czynników. Do najważniejszych należą zapotrzebowanie na energię koralowców, czy zależy Ci na jaśniejszych kolorach koralowców (głównie przy hodowli Akropor oraz SPS), oraz moc lampy. Dodatkowo, jeżeli chcesz symulować wschody i zachody słońca w akwarium, możesz dostosować czas świecenia, dostarczając w ten sposób mniej lub więcej energii dla koralowców.
Podsumowanie
W artykule wykazałem, że odpowiednie spektrum światła połączone z odpowiednim natężeniem wyrażonym w jednostkach PAR jest kluczowa do przeprowadzania fotosyntezy przez koralowce. Z jednej strony wysokiej jakości oświetlenie, z drugiej strony aklimatyzacja do nowo zakupionych mocnych lamp są kluczem do sukcesu dla optymalnego wzrostu koralowców. Co więcej, przy ustawieniach światła w akwarium bardzo ważne jest dobranie odpowiedniej mocy światła dla danego koralowca. Jeżeli zależy nam na dobrym wzroście koralowców, to warto ustawić dobrą cyrkulację wody. Nie możemy zapominać o obserwowaniu korali. To żywe zwierzęta, które potrzebują czasu aby się dostosować do dobrego oświetlenia. Oprócz tego jeżeli zadbamy o wymienione kluczowe elementy, to koralowce odwdzięczą nam się szybkim wzrostem oraz pięknymi kolorami.
Ponadto, celem uzupełnienia wiedzy na temat oświetlenia w akwarium morskim warto przeczytać artykuł „Na czym polega wzrost koralowców?” a szczegóły co do specyfikacji naszej lamy Reef Flare Pro znajdziesz na stronie https://reeffactory.com/en/reef-flare-pro/.
Co wiecej, zachęcam także do obejrzenia maeriału na YouTube dotyczącego światła w akwarium morskim https://youtu.be/7fTMlf-qziY
Literatura
Szabó, M., Vidal-Dupiol, J., Moya, A., & Tambutte, E. (2016). Effect of light and temperature on the uptake of algal symbionts by coral juveniles. PloS one, 11(1), e0146961.
Kinzie, R. A. (1987). The effect of light quality on the physiology of the reef coral Montipora verrucosa. Marine Biology, 94(1), 95-109.
Kinzie III RA, Jokiel PL, York R (1984). Effects of light of altered spectral composition on coral zooxanthellae associations and on zooxanthellae in vitro
Wangpraseurt, D., Larkum, A. W. D., Ralph, P. J., & Kühl, M. (2012). Light gradients and optical microniches in coral tissues. Frontiers in Microbiology, 3, 316.
Anthony, K. R. N., D. I. Kline, G. Diaz-Pulido, S. Dove, and O. Hoegh-Guldberg. 2008. Ocean acidification causes bleaching and productivity loss in coral reef builders.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105:17442–17446. doi: 10.1073/pnas.0804478105
Riddle, D. E., R. D. Gates, and J. R. Edmunds. 2018. The role of light in mediating the effects of ocean acidification on coral calcification. Journal of Experimental Biology 221:jeb166033. doi: 10.1242/jeb.166033
Nir, O., S. Gruber, O. Loya, and B. Rinkevich. 2014. Effect of water quality, flow regime, and depth on morphology and strength of three soft coral species. Marine Ecology Progress Series 507:187–196.
Salih, A., Larkum, A., Cox, G., Kühl, M., Hoegh-Guldberg, O., & Bongiorni, L. (2000). Fluorescent pigments in corals are photoprotective. Nature, 408(6814), 850-853.
Hughes TP, Kerry JT, Álvarez-Noriega M, et al. Global warming impairs stock–recruitment dynamics of corals. Nature. 2018; 568:387-391.
Wangpraseurt D, Larkum AWD, Ralph PJ, Kühl M. Light gradients and optical microniches in coral tissues. Front Microbiol. 2017; 8: 256.
O autorze
Marek Protasewicz
Akwarystyka morska jest moją pasją od ponad 10 lat. Uwielbiam się uczyć. Nasze hobby nauczyło mnie wielu cenny rzeczy takich jak cierpliwość, planowanie i rzetelność. Lubię łączyć pasję z pracą. Kilka lat temu prowadziłem sklep z akwarystyką morską Crazy Coral, który obecnie jest hurtownią zwierząt oraz produktów. Budując ten biznes od podstaw, uczyłem się na własnych błędach, niejednokrotnie płacąc ogromną cenę za wiedzę. Kierowałem projektem naukowym mającym na celu opracowanie metod szybkiego wzrostu koralowców w warunkach nienaturalnych. Projekt został zrealizowany przez Get Sales. Jestem współzałożycielem firmy Reef Factory, w której współtworzę produkty, odpowiadam za kilka obszarów w tym za budowanie dystrybucji. Firma produkuje inteligentne urządzenia do akwarystyki morskiej. Dla mnie to kolejny poziom rozwoju, w którym znów mogę coś zrobić dla naszej branży. Ostatnie projekty, które tworzę to Social Reef i ReefPedia.
Moje media społecznościowe
