Concentration and Fluorescence of Chlorophyl a in the Atlantic Sector of Antarctic

N. А. Moiseeva; Моисеева Н. А.; T. Ya. Churilova; Чурилова Т. Я.; Т. V. Efimova; Ефимова Т. В.; Е. Yu. Skorokhod; Скороход Е. Ю.; V. A. Artemiev; Артемьев В. А.; A. V. Iushmanova; Юшманова А. В.

doi:10.31857/S0030157423040111

Концентрация и флуоресценция хлорофилла а в Атлантическом секторе Антарктики

Авторы: Моисеева Н.А.¹, Чурилова Т.Я.¹, Ефимова Т.В.¹, Скороход Е.Ю.¹, Артемьев В.А.², Юшманова А.В.²
Учреждения:
1. Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН
2. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Выпуск: Том 63, № 4 (2023)
Страницы: 618-627
Раздел: Морская биология
URL: https://journals.rcsi.science/0030-1574/article/view/136274
DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157423040111
EDN: https://elibrary.ru/YMIBBU
ID: 136274

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследования проведены в 79 рейсе НИС “Академик Мстислав Келдыш”. Проведена оценка удельного показателя поглощения света пигментами фитопланктона и коэффициента связи интенсивности флуоресценции с концентрацией хлорофилла а на различных оптических глубинах в естественных условиях освещения и после темновой адаптации. Показано, что при отсутствии ярко выраженной стратификации вод не наблюдается вертикальной изменчивости удельного показателя поглощения света пигментами фитопланктона. Установлено, что при измерении интенсивности флуоресценции хлорофилла а погружным датчиком, без предварительной темновой адаптации, наблюдается снижение сигнала интенсивности флуоресценции в верхнем слое вод, связанное с влиянием освещенности на квантовый выход флуоресценции.

Ключевые слова

хлорофилл а, флуоресценция, погружной датчик, поглощение света пигментами фитопланктона, Антарктика

Список литературы

Antal T., Konyukhov I., Volgusheva A. et al. Chlorophyll fluorescence induction and relaxation system for the continuous monitoring of photosynthetic capacity in photobioreactors // Physiologia plantarum. 2019. V. 165. № 3. P. 476–486.
Babin M., Morel A., Gentili B. Remote sensing of sea surface sun-induced chlorophyll fluorescence: consequences of natural variations in the optical characteristics of phytoplankton and the quantum yield of chlorophyll a fluorescence // International Journal of Remote Sensing. 1996. V. 17. № 12. P. 2417–2448.
Babin M. Phytoplankton fluorescence: theory. current literature and in situ measurement // Real-time Coastal Observing Systems for Marine Ecosystem Dynamics and Harmful Algal Blooms: Theory. Instrumentation and Modelling. Paris: UNESCO Publishing, 2008. P. 237–280.
Baker N.R. Chlorophyll fluorescence: a probe of photosynthesis in vivo // Annual review of plant biology. 2008. V. 59. P. 89.
Boss E., Haëntjens N., Ackleson S.G. et al. IOCCG Ocean optics and biogeochemistry protocols for satellite ocean colour sensor validation inherent optical property measurements and protocols: best practices for the collection and processing of ship-based underway flow-through optical data (v4. 0). 2019.
Bricaud A., Babin M., Morel A., Claustre H. Variability in the chlorophyll-specific absorption coefficients of natural phytoplankton: Analysis and parameterization // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1995. V. 100. Iss. C7. P. 13 321–13 332.
Churilova T., Suslin V., Krivenko O. et al. Light absorption by phytoplankton in the upper mixed layer of the Black Sea: seasonality and parameterization // Frontiers in Marine Science. 2017. V. 4. P. 90.
Churilova T., Moiseeva N., Efimova T. et al. Spectral bio-optical properties of waters in the Bransfield Strait and Powell Basin // Antarctic Peninsula Region of the Southern Ocean. Springer: Cham, 2021. P. 217–228.
Ciotti A.M., Lewis M.R., Cullen J.J. Assessment of the relationships between dominant cell size in natural phytoplankton communities and the spectral shape of the absorption coefficient // Limnology and Oceanography. 2002. V. 47. № 2. P. 404–417.
Collins D.J., Kiefer D.A., Soohoo J.B., McDermid I.S. The role of reabsorption in the spectral distribution of phytoplankton fluorescence emission // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. 1985. V. 32. № 8. P. 983–1003.
Cullen J.J., Lewis M.R. The kinetics of algal photoadaptation in the context of vertical mixing // Journal of Plankton Research. 1988. V. 10. № 5. P. 1039–1063.
de Boyer M.C., Madec G., Fischer A. S. et al. Mixed layer depth over the global ocean: An examination of profile data and a profile-based climatology // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2004. V. 109. C12003. 20 p.
Falkowski P., Kiefer. D.A. Chlorophyll a fluorescence in phytoplankton: relationship to photosynthesis and biomass // Journal of Plankton Research. 1985. V. 7. № 5. P. 715–731.
Falkowski P.G., Raven J.A. Aquatic photosynthesis, 2nd. ed. Princeton: Princeton University Press, 2007. 512 p.
Huot Y., Babin M. Overview of fluorescence protocols: theory, basic concepts, and practice // Chlorophyll a fluorescence in aquatic sciences: Methods and applications: Springer, 2010. P. 31–74.
Jeffrey S.W., Humphrey G.F. New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton // Biochemie und physiologie der pflanzen. 1975. V.167. № 2. P. 191–194.
Kirk J.T.O. Light and photosynthesis in aquatic ecosystems. Third edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 649 p.
Kishino M., Takahashi N., Okami N., Ichimura S. Estimation of the spectral absorption coefficients of phytoplankton in the sea // Bulletin of Marine Science. 1985. V. 37. P. 634–642.
Kolber Z., Falkowski P.G. Use of active fluorescence to estimate phytoplankton photosynthesis in situ // Limnology and Oceanography. 1993. V. 38. № 8. P. 1646–1665.
Krause G.H., Vernotte C., Briantais J.M. Photoinduced quenching of chlorophyll fluorescence in intact chloroplasts and algae. Resolution into two components // Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics. 1982. V. 679. № 1. P. 116–124.
Krause G.H., Jahns P. Non-photochemical energy dissipation determined by chlorophyll fluorescence quenching: characterization and function // Chlorophyll a fluorescence: Springer, 2004. P. 463–495.
MacIntyre H.L., Kana T.M., Anning J., Geider R. Photoacclimation of photosynthesis irradiance response curves and photosynthetic pigments in microalgae and cyanobacteria // Journal of Phycology. 2002. V. 38. № 1. P. 17–38.
Masojídek J., Torzillo G., Koblížek M. et al. Photoadaptation of two members of the Chlorophyta (Scenedesmus and Chlorella) in laboratory and outdoor cultures: changes in chlorophyll fluorescence quenching and the xanthophyll cycle // Planta. 1999. V. 209. № 1. P. 126–135.
Maxwell K., Johnson G.N. Chlorophyll fluorescence – a practical guide // Journal of experimental botany. 2000. V. 51. № 345. P. 659–668.
Morel A., Bricaud A. Theoretical results concerning light absorption in a discrete medium, and application to specific absorption of phytoplankton // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. 1981. V. 28. № 11. P. 1375–1393.
Morozov E.G., Flint M.V., Spiridonov V.A. (eds) Antarctic Peninsula Region of the Southern Ocean. Springer, Cham. 2021. 455 p.
Morrison J.R. In situ determination of the quantum yield of phytoplankton chlorophyll a fluorescence: A simple algorithm, observations, and a model // Limnology and Oceanography. 2003. V. 48. № 2. P. 618–631.
Muller P., Li X.P., Niyogi K.K. Non-photochemical quenching. A response to excess light energy // Plant physiology. 2001. V. 125. № 4. P. 1558–1566.
Neeley A.R., Mannino A. Ocean optics and biogeochemistry protocols for satellite ocean colour sensor validation (v. 1. 0). Inherent Optical Property Measurements and Protocols: Absorption Coefficient. 2018.
Schmechtig C., Poteau A., Claustre H. et al. Processing bio-Argo chlorophyll-A concentration at the DAC level. Version 1.0. 30 September 2015. 2015.
S tepanova S.V., Polukhin A.A., Borisenko G.V. et al. Hydrochemical structure of waters in the Northern Weddell Sea in Austral summer 2020 // Antarctic Peninsula region of the southern ocean. Springer, 2021. P. 159–174.
Strasser R.J., Alaka Srivastava, Tsimilli-Michael M. The fluorescence transient as a tool to characterize and screen photosynthetic samples // Probing photosynthesis: mechanisms, regulation and adaptation. 2000. P. 445–483.
Suggett D.J., Prášil O., Borowitzka M.A. Chlorophyll a Fluorescence in aquatic sciences: methods and applications. Springer, 2010. 323 p.