V minulém díle jsme si povídali o hodnotě PAR, která nám napoví kolik světla dopadá na určité místo v naší nádrži. Dnes si světlo rozebereme na vlnové délky a povíme si, které korálům chutnají nejvíce.

Barevné spektrum a PUR

Denní sluneční světlo je složeno z více barev, stačí se podívat na duhu, případně lom světla přes optický hranol. Každá z barev je vlastně jinou vlnovou délkou celého viditelného spektra. Vlnové délky měříme v nanometrech – nm a jde o hodnoty od 400 nm až do 700 nm. Postupný přechod mezi červeným a modrým spektrem nazýváme teplotou chromatičnosti a udává se v Kelvinech. Nebudeme zabíhat do velkých detailů, ale řekněme si, že čím vyšší je hodnota v Kelvinech, tím více modré světlo je. Denní bílé světlo má teplotu okolo 6000 K a v mořské akvaristice se běžně používají i světla s hodnotou 15 – 20 000 K.

Když předběhneme a budeme se bavit o jednotlivých technologiích, tak HQI metalhalidové výbojky jsou nejvíce podobné slunečnímu záření a obsahují všechny vlnové délky. T5 zářivky mají spektrum upravené tak, aby se dosáhlo požadované barvy a složení spektra. LED světla se skládají z různých kombinací diod s danou vlnovou délkou a ovládáním jejich intenzity můžeme kontrolovat vyzařované spektrum. V čem je tedy spektrum tak důležité?

V minulém díle o PAR jsme si připodobnili světlo k lidské stravě. Pokud tedy PAR reprezentuje v tomto připodobnění kalorie, tak spektrum je něco jako jednotlivé složky výživy, tedy bílkoviny, cukry, tuky. Asi všichni budeme rozumět tomu, že strava má být vyvážená pro potřeby každého z nás. Pokud budete jíst tabulkově dostatek kalorií, ale všechny budou pocházet z pojídání čokolády a bonbonů, tak to vašemu zdraví moc neprospěje. Podobně je tomu i u korálnatců. Proto je porozumění správného nastavení barevného spektra tak důležité.

PUR – Photosynthetically Usable Radiation

Zde přichází na řadu PUR – tedy záření využitelné pro fotosyntézu. Zjednodušeně, je to určitá část barevného spektra, jež mohou fotosyntetické buňky zooxantel využít. Rozeberme si to trochu podrobněji.

V oceánu vstupuje do složení světla jedna důležitá hodnota, a tou je hloubka vody. Zatímco modrá barva spektra – co nejbližší ke 450 nm pronikne mořskou vodou nejhlouběji, tak červená okolo 600 nm vlnové délky je vyfiltrována již u hladiny. To je také důvod, proč se nám při potápění jeví voda jako modrá.

Když si znovu vezmeme analogii k lidské stravě, tak různé vlnové délky světla jsou různé složky naší výživy a mohli bychom je připodobnit ke známému koláči výživy. Každý z nás máme jiné nároky na složení potravy. Vrcholový sportovec zvolí jiné složení potravy než člověk, který sedí celý den za stolem a ťuká do klávesnice. Podobně i korálnatci žijící u hladiny mají trochu jiné požadavky na světelné spektrum než koráli žijící v hlubině.

Jaké spektrum tedy koráli potřebují?

Obecně fotosyntetické buňky používají k fotosyntéze barviva chlorofyl a, chlorofyl b a také karotenoidy. Každé z těchto barviv potom absorbuje světlo v jiné vlnové délce:

  • Chlorofyl a – 430 nm (modrá) a 660 nm (červená)
  • Chlorofyl b – 450 nm a 640 nm
  • Karotenoidy – typicky mezi 400 – 500 nm

Zatímco chlorofyl a a b pomáhají při fotosyntéze, karotenoidy napomáhají také v zachytávání nadměrného světla. Pokud je korál vystaven intenzivnímu světlu, přijímá obrovské množství energie. Pokud není dostatečně chráněn, tak korál přijde o své zooxantely a uhyne – viz. zmínka o fotoinhibici v předchozím díle. Karotenoidy tedy pomáhají absorbovat nadbytečnou energii, čímž ochraňují samotný korál.

Ze všeho, co jsme si doposud řekli, tedy víme, že pro správný růst korálnatců je důležité nejen dodržet správné hodnoty PAR – tedy intenzity osvětlení, ale také dopřát symbiotickým řasám správné spektrum, které jsou schopny využít pro fotosyntézu a tím nepřímo k výživě korálů. Všimněte si, že u světla využitelného pro fotosyntézu téměř úplně chybí zelené spektrum. Naopak výrazně převažuje modrá/fialová a částečně červená.  Vzhledem k tomu, že červená barva spektra výrazně podporuje růst řas – což je v mořském akváriu nežádoucí, tak pro podporu růstu korálů využíváme nejvíce vlnové délky v modré části spektra.

Pokud bychom chtěli jít do ještě větší hloubky, tak symbiotické zooxantely jsou vědci rozděleny do 8 skupin/větví (anglicky Clade A až H). Každá z nich se vyskytuje v určitých podmínkách a také vyžaduje rozdílné spektrum a intenzitu světla. Kromě toho mají i jinou schopnost adaptace na teplotu vody. Podle toho, jaké skupiny zooxantel korál obsahuje (a v jakém poměru), se potom odvíjí jeho schopnost přizpůsobit se prostředí, ve kterém se nachází. Tato schopnost se nazývá fotoadaptace a má za následek i různé vybarvení korálů při přechodu do jiného prostředí. Výzkum těchto skupin zooxantel je na svém počátku, ale v budoucnu nám může velmi pomoci v určení nároků korálů na světlo, teplotu vody – podle druhu a také podle oblasti, ze které korál pochází [1]. Nicméně v tuto chvíli se musíme řídit obecnějšími poznatky.

Co s hodnotou PUR v praxi?

Pokud rozumíme tomu, jaké vlnové délky potřebují zooxantely pro fotosyntézu, pomůže nám to ve výběru osvětlení. Zatímco PAR jde docela úspěšně měřit, tak PUR je spíše orientační hodnotou, kterou je možné odvodit od hodnoty PAR a celkového barevného spektra. Udává se potom v % využitelného záření vzhledem k PAR. K měření je možné využít např. senzoru od firmy Seneye, který dokáže změřit PAR i barevné spektrum – z těchto dvou hodnot je potom možné zjistit hodnotu PUR v %, což nám pomůže např. v nastavení LED osvětlení, případně výběru zářivek a HQI výbojek.

Když si tedy shrneme to, co jsme se dozvěděli, tak korálnatci potřebují pro zdravý vývoj určité množství světla o určitém barevném spektru, což se odvíjí od hloubky, ve které žijí a také od skupin symbiotických řas, které obsahují. S tímto vším se nám snaží výrobci osvětlení pomoci, ale nejsou to jediné parametry, které ovlivňují výběr správného osvětlení. V dalším díle se podíváme na dalších 8 parametrů, které bychom měli před nákupem zvážit.

[1] https://www.advancedaquarist.com/2006/1/aafeature1#section-2