En los últimos años, dos tecnologías de iluminación notables han hecho su camino a la industria del acuario y afición. Estos son conocidos como diodos emisores de luz (LED) y de plasma emisor de luz (LEP). En la actualidad, LED parece más popular, con muchos tipos de accesorios disponibles.
Aunque muchos aficionados han acogido estas nuevas tecnologías, los efectos de LED y LEP en la vida del acuario, incluyendo los corales, no están claros. Aunque se sabe que los corales pueden crecer bajo prácticamente cualquier fuente de luz, siempre que la calidad y la cantidad de luz es suficiente, los efectos del espectro de la luz sobre el crecimiento de coral, la coloración y la fisiología sólo se han documentado para unas pocas especies (Wijgerde et al 2012.; D'Angelo et al 2008;.. Masa et al 2010b, respectivamente).
La combinación más utilizada de luces LED produce luz que está sesgada hacia la zona azul del espectro electromagnético, mientras que LEP emite un espectro con una distribución de potencia más equilibrada entre los colores. Aquí, se presentan los efectos de estas fuentes de luz cada vez más populares, con espectros diferentes, en el crecimiento de las diez especies de coral comercialmente importantes. Además, se muestra cómo los espectros producidos por LED y LEP afectar el crecimiento de coral en tres niveles de irradiancia mide frecuentemente en sistemas de cultivo y acuarios en casa. Los datos de este estudio se puede utilizar para optimizar los protocolos de coral acuicultura.
Materiales y métodos
Coral cría
Los corales se mantuvieron en dos cuencas separadas con un volumen de 12 m 3 cada uno. Una cuenca contaba con iluminación LED, el otro con LEP. Filtración en cada sistema fue proporcionada por un reactor de 1.000 dm desnitrificación 3 (Control Dinámico Mineral o DyMiCo, la patente de EE.UU. no. 6.830.681 B2, ECODECO BV, Utrecht, Países Bajos). Además, 250 kg de roca viva (De Jong Marinelife BV, Spijk, Países Bajos) se cultivó en cada sistema de promoción de nitrificación aeróbica. El flujo de agua fue proporcionada por dos 1,5 HP eléctricos (motores fuera de borda Torqeedo GmbH, Starnberg, Alemania) por sistema. Los parámetros del agua se mantuvieron en los niveles siguientes: salinidad de 35,4 ± 0,4 g L -1, temperatura 26,1 ± 0,9 ° C, pH 8,2 ± 0,1, NH4 +-N 0,06 ± 0,02 mg L-1 (4,29 ± 1,43 mmol L -1 ), NO 3 - N 0,03 ± 0,01 mg L-1 (2,14 ± 0,71 mmol L -1), PO 4 3 - P 0,01 ± 0,01 mg L-1 (0,32 ± 0,32 mmol L -1), Ca 2 + 480 ± 22 mg L-1 (12,0 ± 0,6 mmol L -1), Mg 2 + 1 608 ± 17 mg L-1 (66,1 ± 0,7 mmol L -1), alcalinidad 3,51 ± 0,20 mEq l -1. Cada sistema fue alimentado tres veces a la semana con una mezcla de 100 ml que contiene cinco géneros diferentes de fitoplancton vivo; Isochrysis, Pavlova, Tetraselmis, Thalassiosira y Nannochloropsis (Reed Maricultura Inc., Campbell, EE.UU.). El flujo de agua alrededor de los corales no se midió, pero se confirmó visualmente a estar bajo -1 10 cm s para todas las condiciones.
Tratamientos de luz
Para determinar los efectos de la irradiación y el espectro de la luz sobre el crecimiento, los corales se sometieron a seis tratamientos diferentes. Tres grupos (n = 6 por grupo) fueron puestas bajo una lámpara 480W LED (Vertex Aquaristik GmbH, Colonia, Alemania) a diferentes distancias horizontales de la lámpara, creando tres diferentes intervalos de irradiancia cuántica: 40-60 mol m -2 s - 1, 125-150 mmol m -2 s -1, 275-325 mmol m -2 s -1. Otros tres grupos (N = 6 por grupo) fueron sometidos a dos Pro 300W accesorios 300 LEP (Gavita Nederland BV, Aalsmeer, Países Bajos), de nuevo en diferentes distancias horizontales de las lámparas para obtener los intervalos de irradiancia mismos para los grupos de LED. Como los aparatos LEP son fuentes de luz, dos artefactos fueron utilizados para alcanzar una distribución de luz más homogénea. Todos los corales se colocaron a una profundidad de aproximadamente 20 cm en blanco de caja de huevos (AquaHolland, Dordrecht, Países Bajos). Las distancias entre los dispositivos de iluminación y la superficie de agua fueron de aproximadamente 33 y 45 cm para LEP y LED, respectivamente. La irradiación se midió a intervalos de 10 cm de espacio en aproximadamente 20 cm de profundidad para determinar niveles de irradiación utilizando un LI-COR 192SA cuántica subacuático sensor (LI-COR, Lincoln, EE.UU.), que mide la luz en la región del espectro fotosintéticamente activa (PAR, ~ 400-700 nm).
La calidad espectral de los dispositivos LED y LEP se midió con un espectrómetro calibrado Jaz (Ocean Optics, de Dunedin, EE.UU.) a intervalos de 10 cm de espacio. El espectrómetro se conecta a un ordenador portátil y espectros medidos fueron almacenados. Todas las medidas fueron tomadas a una profundidad de aproximadamente 20 cm. Los espectros medidos difieren significativamente entre LEP y LED. El dispositivo LED, que consta de tres diferentes tipos de LED (blanco, azul y azul royal), emitió un espectro con un fuerte pico azul alrededor de 458 nm. Los accesorios LEP mostró una irradiancia equilibrado sobre todo el espectro visible, con una excepción de dos inmersiones alrededor de 412 y 452 nm. La irradiación de UV-A (315-400 nm) e infrarrojo (> 750-780 nm) se midió también. Un análisis espectral se llevó a cabo para cada uno de los tres intervalos de irradiación aplicados, lo que demuestra que el espectro no se vio afectada por el nivel de irradiancia. Una luz 12:12 h: Régimen oscuro se utiliza para todos los tratamientos. Todos los tratamientos duraron 70 días.
El análisis espectral de los LED (representado en azul) y LEP (representado en rojo) aparatos con una irradiancia igual total de 300 mmol m -2 s -1, representativos de todos los niveles de irradiación aplicada.
Determinación de las tasas de crecimiento de coral
Para determinar las tasas de crecimiento del coral, secos goteo pesos de todas las colonias se determinaron al inicio y al final del experimento, utilizando una balanza CS200 (Ohaus Europe GmbH, Nänikon, Suiza). Todos los pesos se determinaron antes y después de epoxi de montaje sobre baldosas cerámicas, para obtener los pesos netos y total, y combinado / pesos de baldosas de cerámica. Al final del intervalo de crecimiento, el peso total se corrigieron para el peso combinado de la resina epoxi y baldosas de cerámica para obtener los pesos netos. Todas las baldosas se limpiaron a fondo con agua de mar y un cepillo antes de cada medición, para minimizar los efectos de la contaminación biológica y los sedimentos en los pesos totales.
En un experimento separado, diez baldosas cerámicas representativas se incubaron en agua de mar durante siete días a 26 ° C y se pesaron de goteo seco para determinar la absorción de agua causado por la naturaleza porosa del material. Tile peso aumenta debido a la absorción de agua fueron 3,72 ± 0,76 g. Todos los datos de crecimiento fueron corregidos para este artefacto. Para calcular las tasas de crecimiento específicas (SGR) para cada individuo, la siguiente fórmula se utiliza:
SGR (día -1) = (t LNW - LNW t-1) / Dt
donde W y W t t-1 son los pesos final e inicial de coral neto expresado en gramos (g), y t es el intervalo de crecimiento en día. SGR se expresa en gramos de coral gramo coral -1 día -1, que se puede simplificar como día -1.
Análisis de los datos
Normalidad de los datos fue probado por el trazado de residuos de cada conjunto de datos frente a los valores predichos, y realizando una prueba de Shapiro-Wilk. La homogeneidad de varianzas se determinó mediante el test de Levene. Una transformación 10log se utiliza cuando los datos no mostraron normalidad o heterocedasticidad. Después de la transformación, todos los datos se distribuyen normalmente y mostró homogeneidad de la varianza (P> 0,050). Un ANOVA de dos vías factorial se utilizó para probar los efectos (interactiva) del espectro y la irradiación sobre las tasas de crecimiento específicas. Un Bonferroni post-hoc de prueba se utilizó para determinar las diferencias entre los niveles de irradiancia cuando sólo un efecto principal fue detectado. Cuando un efecto interactivo fue encontrado, el análisis de los efectos simples se utilizan para revelar su naturaleza. Una P <0,050 valor fue considerado estadísticamente significativo. El análisis estadístico se realizó con SPSS Statistics 17.0 (IBM, Somers, EE.UU.). Los gráficos se trazan con SigmaPlot 11,0 (Systat software, San José, EE.UU.). Todos los datos se expresan como media + SD (desviación estándar), a menos que se indique lo contrario.
Resultados
Familia Pocilloporidae
Stylophora pistillata
La tasa de crecimiento específico (SGR) de esta especie fue en general alta, y varió desde 0,003 hasta 0,011 día -1 (o 0,3 a 1,1% día -1). La tasa de supervivencia fue del 100%. Tanto espectro de irradiancia y exhibió un efecto significativo sobre el crecimiento (Tabla 1). Además, un efecto significativo interactivo entre el espectro de irradiancia y se encontró (Tabla 1), lo que se refleja en el hecho de que la irradiación tuvo un efecto positivo sobre el crecimiento bajo sólo LED (F 2,30 = 20,376, p = 0,000). Bajo LEP, todos irradiancias resultó en tasas de crecimiento comparables (F 2,30 = 1,730, P = 0,195). Por el contrario, la interacción se debió al hecho de que LEP resultó en mayor crecimiento con una irradiancia de 40-60 y 125-150 mol m -2 s -1 solamente (F = 38,455 1,30, P = 0,000 y 1,30 F = 8,066, P = 0,008, respectivamente). En el nivel más alto de radiación, no hay diferencia entre LEP y el LED se encontró (F 1,30 = 2,219, P = 0,147). El mayor crecimiento se alcanzó bajo LEP, en todos los niveles de irradiancia y LED, al más alto radiación solamente. Sin embargo, el crecimiento fue más eficiente en LEP con una irradiancia de 40-60 mmol m -2 s -1, como el crecimiento: relación de irradiación fue mayor bajo este tratamiento.
Stylophora pistillata
Tasa de crecimiento específico de Stylophora pistillata bajo seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6). * Indica diferencia significativa (P <0,050, efectos simples). Para mayor claridad, no todas las diferencias significativas se muestran.
Pocillopora damicornis
El crecimiento de P. damicornis fue muy variable, y varió -0,004 a 0,005 día -1 (o -0,4 a 0,5% día -1). La tasa de supervivencia fue del 50%, todos los corales bajo LED murió después de varios meses. Un efecto significativo sobre el crecimiento de espectro se encontró, en contraste con la radiación (Tabla 1), con un mayor crecimiento bajo LEP a todos los niveles de irradiancia (F 1,30 = 8,903, P = 0,006, F 1,30 = 7,023, P = 0,013 , y F 1,30 = 8,279, P = 0,007, respectivamente). No hay interacción entre el espectro y la radiación fue encontrada. El mayor crecimiento se alcanzó bajo LEP, independientemente de irradiancia. El crecimiento en LEP fue más eficiente con una irradiancia de 40-60 mmol m s -1 -2.
Pocillopora damicornis
Tasa de crecimiento específico de Pocillopora damicornis bajo seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6). * Indica diferencia significativa (P <0,050, efectos simples). Para mayor claridad, no todas las diferencias significativas se muestran.
Seriatopora hystrix
S. hystrix mostraron un crecimiento variable en los distintos tratamientos, que van desde 0,003 hasta 0,015 d -1 (ó 0,3 a 1,5% día -1). La tasa de supervivencia fue del 100%. Espectro no ejerció un efecto significativo sobre el crecimiento, en contraste con la irradiancia (Tabla 1). En general, el crecimiento con una irradiancia de 275-325 mmol m -1 -2 s fue mayor en comparación con el 125-150 y 40-60 mmol m -2 s -1 (Bonferroni, P = 0,043 y P = 0,006, respectivamente). No se encontró interacción (Tabla 1). El mayor crecimiento se logró a una irradiación de 275-325 mmol m -2 s -1, independientemente del espectro. El crecimiento fue más eficiente con una irradiancia de 40-60 mmol m -2 s -1, independientemente del espectro.
Tasa de crecimiento específico de Seriatopora hystrix bajo seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6). * Indica diferencia significativa (P <0,050, efectos simples).
Familia Acroporidae
Acropora Millepora
Debido a la turbulencia del agua en el sistema de LED, coral varias réplicas fueron accidentalmente revueltos. En las rocas de fragmentación fueron sin marcar, las tasas de crecimiento bajo dos tratamientos de irradiación (125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1) no se pudo calcular con fiabilidad.
El crecimiento de A. millepora varió desde 0,001 hasta 0,008 día -1 (o de 0,1 a 0,8% día -1). La tasa de supervivencia fue del 100%. Tanto espectro de irradiancia y tuvo un efecto significativo sobre el crecimiento (Tabla 1). LEP resultó en mayor crecimiento en comparación con LED. Para LEP, el crecimiento fue mayor a 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1 en comparación con 40-60 mmol m -1 -2 s (Bonferroni, P = 0,000 y P = 0,000, respectivamente). El término de interacción no puede ser calculado por falta de datos. Además, LEP dado lugar a un mayor crecimiento en comparación con el LED debajo del nivel mínimo de irradiancia (F 1,15 = 5,836, P = 0,029). El mayor crecimiento se alcanzó bajo LEP, con una irradiancia de 125-150 a 275-325 mmol m s -1 -2. El crecimiento fue más eficiente en LEP, con una irradiancia de 40-60 mmol m s -1 -2.
Acropora Millepora
Tasa de crecimiento específico de Acropora Millepora bajo seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6). * Indica diferencia significativa (P <0,050, efectos simples). Para mayor claridad, no todas las diferencias significativas se muestran.
Montipora aequituberculata
El crecimiento de esta especie fue en general alto, y varió desde 0,012 hasta 0,037 d -1 (o el 1,2 al 3,7% día -1). La tasa de supervivencia fue del 86%. Tanto espectro de irradiancia y mostró un efecto principal significativo sobre el crecimiento (Tabla 1). Además, un efecto significativo interactivo de espectro de irradiancia y se encontró (Tabla 1), que se refleja por el hecho de que un efecto negativo significativo de la irradiación fue encontrado sólo LED (F 2,25 = 11,903, p = 0,000). Bajo LEP, todos irradiancias resultó en tasas de crecimiento comparables (F 2,25 = 1,327, P = 0,283). Por el contrario, el LED dio lugar a un mayor crecimiento en comparación con LEP con una irradiancia de 40-60 y 125-150 mmol m -2 s -1 solamente (F 1,25 = 19.223, P = 0,000 y 1,25 F = 6,839, p = 0,015, respectivamente). A la mayor irradiancia de 275-325 mmol m s -1 -2, no hubo diferencia significativa entre el crecimiento LED y LEP se encontró (F 1,25 = 0,000, P = 0,984). El crecimiento fue mayor y más eficiente bajo LED, con una irradiancia de 40-60 mol m -2 s -1.
Montipora aequituberculata
Tasa de crecimiento específico de Montipora aequituberculata bajo seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6). * Indica diferencia significativa (P <0,050, efectos simples). Para mayor claridad, no todas las diferencias significativas se muestran.
Montipora digitata
M. digitata mostró altas tasas de crecimiento entre 0,014 y 0,028 días -1 (o un 1,4 a un 2,8% día -1). La tasa de supervivencia fue del 81%. Ni espectro de irradiancia ni exhibió un efecto significativo sobre las tasas de crecimiento (Tabla 1). Además, no hay interacción significativa (Tabla 1). El crecimiento tiende a ser más elevada en 275-325 bajo LED, y fue más eficiente con una irradiancia de 40-60 mmol m -2 s -1, con independencia del espectro.
Tasa de crecimiento específico de Montipora digitata bajo seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6). * Indica diferencia significativa (P <0,050, efectos simples). Para mayor claridad, no todas las diferencias significativas se muestran.
Familia Faviidae
Caulastrea furcata
Esta especie exhibe tasas de crecimiento de 0,007 a 0,014 d -1 (ó 0,7 a 1,4% día -1). La tasa de supervivencia fue del 100%. Ni espectro de irradiancia ni exhibió un efecto significativo sobre las tasas de crecimiento (Tabla 1). No hay interacción significativa entre el espectro de irradiancia y se encontró (Tabla 1). No hay un tratamiento aparente en el que el crecimiento fue el más alto. Fue de lo más eficiente con una irradiancia de 40-60 mmol m -2 s -1, con una tendencia a la LEP.
Caulastrea furcata
Tasa de crecimiento específico de Caulastrea furcata bajo seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6). * Indica diferencia significativa (P <0,050, efectos simples).
Familia Mussidae
Acanthastrea lordhowensis
A. lordhowensis exhibieron tasas de crecimiento de 0,012 a 0,018 d -1 (ó 1,2 a 1,8% día -1). La tasa de supervivencia fue del 100%. Ni espectro de irradiancia ni exhibió un efecto significativo sobre las tasas de crecimiento (Tabla 1). Sin embargo, una interacción significativa entre el espectro de irradiancia y se encontró (Tabla 1). Esto era debido al hecho de que LEP resultó en mayor crecimiento con una irradiancia intermedio de 125-150 mmol m -1 -2 s solamente (F 1,30 = 4,523, P = 0,042). En una irradiación de 40-60 y 275-325 mmol m -2 s -1, no hay diferencias de crecimiento entre LEP y el LED se encontraron (F 1,30 = 0,617, P = 0,438 y 1,30 F = 3,778, P = 0,061 , respectivamente). No hay un tratamiento aparente en el que el crecimiento fue el más alto. Fue de lo más eficiente con una irradiancia de 40-60 mmol m -2 s -1, con independencia del espectro.
Acanthastrea lordhowensis
Tasa de crecimiento específico de Acanthastrea lordhowensis bajo seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6). * Indica diferencia significativa (P <0,050, efectos simples). Para mayor claridad, no todas las diferencias significativas se muestran.
Familia Merulinidae
Hydnophora grandis
H. grandis mostró tasas de crecimiento muy variables, que van desde 0,007 hasta 0,012 d -1 (ó 0,7 a 1,2% día -1). La tasa de supervivencia fue del 89%. Ni espectro de irradiancia ni exhibió un efecto significativo sobre las tasas de crecimiento (Tabla 1). No se encontró interacción significativa (Tabla 1). No hay un tratamiento aparente en el que el crecimiento fue el más alto. Una vez más, el crecimiento se maximiza la eficiencia al menor irradiación de 40-60 mmol m -2 s -1, independientemente del espectro.
Hydnophora grandis
Tasa de crecimiento específico de Hydnophora grandis en seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6). * Indica diferencia significativa (P <0,050, efectos simples).
Familia Poritidae
Porites cylindrica
P. cylindrica mostraron diferencias extremas en la tasa de crecimiento, que van desde 0,000 hasta 0,020 d -1 (o de 0,0 a 2,0% día -1). La tasa de supervivencia fue del 97%. Espectro tenía un efecto significativo sobre el crecimiento, mientras que la irradiación no lo hicieron (Tabla 1). Espectro de irradiancia y también ejerce un efecto interactivo en tasas de crecimiento (Tabla 1). El efecto interactivo se refleja en el hecho de que el crecimiento bajo LEP fue significativamente mayor en comparación con el LED en el más alto sólo irradiancia (F 1,29 = 11,998, p = 0,002). En los dos niveles más bajos de irradiación de 40-60 y 125-150 mmol m -2 s -1, no hay diferencias de crecimiento entre LEP y el LED se encontraron (F 1,29 = 0,676, P = 0,418 y F 1,29 = 0,041, P = 0,840, respectivamente). El crecimiento fue más alto bajo LED, en cualquier irradiación, y bajo LEP, probado en los dos irradiancias más bajas. Finally, growth efficiency was maximized at the lowest irradiance of 40-60 µmol m -2 s -1 , regardless of spectrum.
Specific growth rate of Porites cylindrica under six different light regimes; LED and LEP at an irradiance of 40-60, 125-150 and 275-325 µmol m -2 s -1 . Growth interval was 70 days. Data are means + standard deviation (N=6). *Indicates significant difference (P<0.050, simple effects). For clarity, not all significant differences are shown.
Tabla 1. De dos vías ANOVA factorial, que muestra los efectos principales e interactivos de espectro y la irradiancia en tasas de crecimiento específicas de 10 especies diferentes de coral escleractinios (N = 6). SGR: Tasa de crecimiento específico.
* Indica P efecto significativo <0,050).
Factor SGR F df P
Stylophora pistillata
Espectro 36,966 1 0.000 *
Irradiancia 16,219 2 0.000 *
Espectro de irradiancia * 5,887 2 0,007 *
Pocillopora damicornis
Espectro 24,147 1 0.000 *
Irradiancia 0,935 2 0,404
Espectro de irradiancia * 0,029 2 0,971
Seriatopora hystrix
Espectro 3,899 1 0,058
Irradiancia 6,306 2 0,005 *
Espectro de irradiancia * 0,535 2 0,592
Acropora Millepora
Espectro 5,836 1 0,029 *
Irradiancia 13,112 2 0,001 *
Espectro de irradiancia * - - -
Montipora aequituberculata
Espectro 19,710 1 0.000 *
Irradiancia 8,076 2 0,002 *
Espectro de irradiancia * 6,559 2 0,005 *
Montipora digitata
Espectro 4,178 1 0,053
Irradiancia 2,750 2 0,085
Espectro de irradiancia * 1,084 2 0,355
Caulastrea curvata
Espectro 0,590 1 0,448
Irradiancia 2,004 2 0,152
Espectro de irradiancia * 2,372 2 0,111
Acanthastrea lordhowensis
Espectro 0,121 1 0,730
Irradiancia 0,219 2 0,804
Spectrum * Irradiance 4.399 2 0.021*
Hydnophora grandis
Espectro 0.675 1 0,419
Irradiance 1,151 2 0,332
Spectrum * Irradiance 0,807 2 0,457
Porites cylindrica
Espectro 5.832 1 0.022*
Irradiance 2.377 2 0.111
Spectrum * Irradiance 3,714 2 0.037*
Las tasas específicas de crecimiento de todas las especies de coral menores de seis diferentes regímenes de luz, LED y LEP con una irradiancia de 40-60, 125-150 y 275-325 mmol m -2 s -1. Intervalo de crecimiento fue de 70 días. Los datos son medias ± desviación estándar (N = 6).
Discusión
Los resultados obtenidos en este estudio revelan que los efectos de la radiación del espectro y en el crecimiento de coral son altamente dependiente de la especie, lo que subraya la necesidad de que cada especie optimización de la acuicultura. En la actualidad, diferentes especies de coral son cultivados bajo condiciones similares, lo que claramente no es el óptimo.
Espectro
Los resultados anteriores demuestran que las diferentes especies de coral exhiben tasas de crecimiento diferentes en virtud de los espectros de luz de dos proporcionado. Curiosamente, un efecto positivo de la irradiancia sobre el crecimiento de Stylophora pistillata se encontró sólo para el espectro azul-dominante LED. Bajo un espectro LEP más equilibrado, que contiene más luz roja y azul menos, S. pistillata maximizada ya su crecimiento en el menor irradiancia. No está claro por qué ocurrió esto, pero puede estar relacionada con el complemento de pigmento fotosintético de las probetas utilizadas, lo que podría ser cromáticamente adaptadas a las condiciones de aguas poco profundas, donde la luz roja es abundante. De hecho, estos corales se obtuvieron de aguas poco profundas en Eilat, Israel. De la misma manera, la adaptación cromática de la zooxantelas de Acropora Millepora a un espectro de alta rojo puede explicar por qué esta especie creció más rápido bajo LEP al menor irradiación aplicada.
Pocillopora damicornis mostraron tasas negativas de crecimiento bajo todos los tratamientos de leds, lo cual fue un resultado de la necrosis tisular. No está claro por qué ocurrió esto, pero puede haber sido debido a la limitación de velocidad de flujo de agua. Como sólo las tasas moderadas de flujo de agua se midieron en los sistemas (por debajo de 10 cm s-1), una acumulación de oxígeno fotosintético y el calor dentro del tejido puede ser el resultado de la mortalidad (Fabricius 2006. Mass et al 2010a). Se sabe que la luz azul altamente energético estimula la fotosíntesis en zooxantelas más eficientemente (Halldal 1969), que pueden requerir mayores caudales de agua para eliminar el oxígeno y el calor del tejido del coral. Sin embargo, es claro por qué las otras especies de este estudio no mostró un efecto adverso a la alta gama LED azul.
Montipora aequituberculata exhibieron mayores tasas de crecimiento en virtud de LED a baja irradiación, lo que contrasta con los resultados de otras especies. De una manera similar a S. pistillata y A. millepora, esta especie puede ser adaptado cromáticamente a un espectro de alta azul, que se encuentra en estado silvestre en las profundidades debajo de aproximadamente 10 metros.
Porites cylindrica mostró prácticamente ningún crecimiento bajo LEP al más alto irradiancia, que era debido a la necrosis del tejido en cuatro repeticiones, lo que resulta en la muerte de una colonia. Si el caudal de agua era lo suficientemente baja como para promover el estrés lumínico, un deterioro similar de crecimiento que se esperaría de LED, lo que no ocurrió. Es posible que otras perturbaciones locales, puede haber jugado un papel en la desaparición de este grupo.
Todas las otras especies investigadas en este estudio no mostró una clara preferencia por un espectro particular, que puede ser un reflejo de la plasticidad de sus zooxantelas, en términos de adaptación cromática.
Irradiancia
En general, los resultados revelan que el efecto de la radiación sobre el crecimiento del coral es menos prominente que a menudo se cree. Por tan sólo tres de las diez especies investigadas (S. pistillata, hystrix Seriatopora y millepora A.), un efecto positivo de la irradiación se encontró (Tabla 1). Además, el efecto de la irradiación fue de saturación, es decir, una irradiación superior no resultó en un incremento proporcional en tasas de crecimiento específicas. Por ejemplo, un aumento de seis veces en la irradiancia lugar a sólo un incremento de 3,8 veces el crecimiento de S. pistillata. Para A. millepora, el mismo incremento en la radiación como resultado un incremento de 2,2 veces en el crecimiento. Esta relación entre la saturación de la irradiancia y el crecimiento del coral se ha documentado antes (por ejemplo Schutter et al. 2008), y es debido al hecho de que otros factores a ser limitante del crecimiento en mayor irradiancia, que puede incluir la tasa de flujo de agua, los nutrientes, la alcalinidad y alimentos planctónicos . Como irradiación tiene un efecto de saturación, se deduce naturalmente que el coral acuicultura es más eficiente a bajas irradiancias, donde la relación entre la irradiancia y el crecimiento sigue siendo lineal. Este conocimiento es crucial para los acuaristas que aspiran a crecer los corales de manera eficiente. La Tabla 2 resume las condiciones que dan lugar a un crecimiento más alto y más eficiente para cada especie, para ayudar al aficionado en la selección de las condiciones óptimas de crecimiento para varias especies de corales escleractinios. Se muestra que el crecimiento más eficiente es invariablemente alcanzado con el menor irradiación aplicada.
Aunque el efecto beneficioso de la luz en el crecimiento fue limitado, es importante señalar que las colonias utilizadas en este estudio fueron lo suficientemente pequeño para evitar la auto-sombreado. Cuando las colonias aumentan de tamaño, un efecto de auto-sombreado se produce cuando la parte inferior e interior de las colonias reciben menos luz, como las ramas más altas crean sombra (Titlyanov 1991). Para tales colonias, un mayor efecto beneficioso de la luz en el crecimiento que se espera. Como los corales acuario generalmente se mantienen relativamente pequeño, auto-sombreado efectos pueden ser menos prominente en cautiverio.
Tabla 2. Panorámica de las condiciones de luz, lo que resulta en mayor crecimiento y más eficientes para cada especie. LED: Light Emitting Diode, LEP: Plasma emisor de luz. Los valores en mol m-2 s-1.
Especies Mayor crecimiento condición (s) Crecimiento más eficiente condición (s)
Stylophora pistillata LED 275-325, LEP 40-325 LEP 40-60
Pocillopora damicornis LEP 40-325 LEP 40-60
Seriatopora hystrix LED / LEP 275-325 LED / LEP 40-60
Acropora Millepora LEP 125-325 LEP 40-60
Montipora aequituberculata LED 40-60 LED 40-60
Montipora digitata LED 275-325 LED / LEP 40-60
Caulastrea furcata claro LEP 40-60
Acanthastrea lordhowensis claro LED / LEP 40-60
Hydnophora grandis claro LED / LEP 40-60
Porites cylindrica LED 40-325, 40-150 LEP LED / LEP 40-60
Coloración
Siguiente a la tasa de crecimiento, coloración es importante a la viabilidad económica de coral acuicultura. A pesar de su efecto sobre el crecimiento del coral es limitado, intensidad de la luz se sabe que afecta la pigmentación de los corales y los dinoflagelados simbióticos. Un estudio reciente de D'Angelo et al. (2008) demostraron que la irradiancia alta, especialmente en la región azul del espectro, mejora la coloración de los corales determinados mediante la estimulación de la producción de proteínas fluorescentes y cromoproteínas. Esto se puede explicar por el hecho de que las proteínas fluorescentes proteger el coral contra los radicales de oxígeno, que son producidos en cantidades más altas cuando la fotosíntesis es más activo (Bou-Abdallah et al. 2006). Al mismo tiempo, la irradiación de alta frecuencia resulta en la producción de fotopigmento disminuido (por ejemplo, clorofilas) por las zooxantelas, reduciendo la aparición de color marrón de la coral (Dubinsky et al. 1984). Por lo tanto, la exposición de los corales a niveles de radiación elevados puede ser un paso importante en el proceso de la acuicultura, como acuaristas a favor de los corales de colores brillantes. Una buena estrategia es para los corales de cultivo bajo niveles de radiación bajos, seguidos de un período corto de alta irradiación cuando han alcanzado la talla comercial. Como corales rápidamente ajustar su complemento pigmento en respuesta a la intensidad de la luz (es decir, dentro de aproximadamente dos semanas), este enfoque es factible.
En los niveles más altos de irradiancia, muchos corales escleractinios producir pigmentos de colores que se consideran atractivos. Las fotografías superior e inferior muestran fragmentos de Pocillopora damicornis crecido a una irradiación de 40-60 y 275-325 mmol m -2 s -1, respectivamente.
Otras consideraciones
Aunque los resultados presentados aquí proporcionan importantes conocimientos sobre los efectos de la luz sobre el crecimiento de las especies de coral de diferentes familias, una limitación importante tiene que ser discutido. Como un solo genotipo se utilizó para cada especie, los resultados de este estudio no pueden extrapolarse directamente a la población coral entero. Hay pruebas de que dentro de las especies, la variabilidad genotípica existe en términos de crecimiento (Osinga et al. 2011). Esto no es sorprendente, ya que cada genotipo dentro de una especie particular tiene su complemento propio gen y por lo tanto responde de manera diferente a las condiciones ambientales. Sin embargo, estos datos todavía proporcionan pistas importantes sobre cómo las diferentes especies responden a distintas condiciones de iluminación.
Otra cuestión que hay que mencionar es el hecho de que dos sistemas diferentes para los tratamientos de LEP y el LED se utilizaron. Por lo tanto, no se puede excluir un posible "efecto de depósito". Químicas desconocidas y / o procesos biológicos pueden haber contribuido a las diferencias de crecimiento entre la LEP y tratamientos de LED. Sin embargo, como todos los parámetros medidos fueron muy similares entre ambos sistemas, esto parece poco probable.
Consideraciones finales
Como la salud de los arrecifes de coral disminuye, la maricultura y la acuicultura de los corales será muy importante durante las próximas décadas. Los estudios que abordan los efectos interactivos de la luz por ejemplo, el flujo de agua y la nutrición en el crecimiento del coral seguirá desempeñando un papel importante en la optimización de estos procesos. Zoológicos y acuarios públicos pueden participar activamente en la realización de sus propios estudios de optimización, en colaboración con las universidades. Un ejemplo reciente de esta colaboración es el estudio de Fitzgerald (2010). Cuando la ciencia y la industria del acuario unir fuerzas, la acuicultura sostenible de muchas especies de los arrecifes en peligro de extinción parece un objetivo realista.
P.D:He usado traductor,perdonar si no esta todo lo bien escrito que debiera
