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Parte 2: Fotoacclimatación y - adaptación

FOTOBIOLOGÍA. Parte 2: Fotoacclimatación y - adaptación. Nadine Schubert Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM Unidad de Sistemas Arrecifales, Puerto Morelos, México. ACCLIMATACIÓN versus ADAPTACIÓN. Acclimatación. Adaptación. Allen (1998).

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Parte 2: Fotoacclimatación y - adaptación

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  1. FOTOBIOLOGÍA Parte 2:Fotoacclimatación y -adaptación Nadine Schubert Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM Unidad de Sistemas Arrecifales, Puerto Morelos, México

  2. ACCLIMATACIÓN versus ADAPTACIÓN Acclimatación Adaptación Allen (1998)

  3. FOTOADAPTACIÓN (al nivel de población) Las respuestas adaptativas ocurren por escalas de tiempo que cubren generaciones múltiples de una generación. Cambios evolutivos en genotipos puede ocurrir (selección natural) adaptando una población a un ambiente modificado. En esencia, la adaptación evolutiva refleja la correspondencia estrecha entre organismos y su ambiente. Las respuestas adaptativas pueden involucrar fenología, crecimiento y desarrollo, morfología, bioquímica etc…

  4. FOTOACCLIMATACIÓN (al nivel de organismo) Balance entre la energía derivada de las reacciones de luz y la cantidad de energía usada durante la fijación de carbono  Cambios en las condiciones ambientales causan un imbalance: - para mantener una eficiencia fotosintética constante bajo una variedad de intensidades de luz los organismos tienen que ajustar su capacidad de capturar y utilizar luz  Fotoacclimatación (respuesta compleja a la luz que cambia actividades celulares en muchas escalas de tiempo)

  5. FOTOACCLIMATACIÓN (al nivel de organismo) • Fotoaclimatación a corto plazo (seg-min): respuestas a cambios ambientales que son fácilmente reversible, involucrando componentes preexistentes dentro de la vía bioquímica (p.ej. aumento en la actividad enzimática dentro del ciclo de Calvin en respuesta a un aumento en la temperatura) • Fotoaclimatación a largo plazo (horas-dias): • -cambios en la actividad/concentración enzimática y expresión de genes (alteración en la concentración de complejos fotosintéticos, cambios en la composición de antena y estequiometria de fotosistemas) • -cambios morfológicos (no inmediatamente reversible) que resultan en el desarrollo de un fenotipo visualmente diferente (p.ej. hojas mas grandes en algas crecidas en sombra)

  6. FOTOACCLIMATACIÓN

  7. I II III Pmax a Ec Ek RD I- Región de limitación por luz II- Región de luz III- Fotoinhibición CURVA FOTOSINTESIS vs. IRRADIANCIA (P-E curva) P Evolución de oxígeno Fijación de carbono Chl a g PH Área E

  8. DIFFERENCIAS EN FOTOSINTESIS Aclimatación a alta luz  pigmentos antena  FSII  carotenoides  Componentes de transporte de e- y Rubisco    Pmax Photosynthesis Aclimstscion a baja luz  pigmentos antena  FSII Irradiance 

  9. DIFFERENCIAS EN FOTOSINTESIS Fotosintesis Ek1 Ek2 Irradiancia

  10. DIFFERENCIAS EN FOTOSINTESIS Fotosintesis Ek1 Ek2 Irradiancia

  11. SUSCEPTIBILIDAD DIFERENCIAL A ESTRÉS POR LUZ Chondrus crispus 3.5m profundidad 8.5m profundidad Sagert et al. (1997) Símbolos abiertos: ciclo diurno Símbolos cerrados: recuperación después de 2h y 6.5h de estrés lumínico

  12. Laminaria digitata (intermareal) Laminaria abyssalis (60m) Rodrigues et al. (2000) SUSCEPTIBILIDAD DIFERENCIAL A ESTRÉS POR LUZ Pool de pigmentos fotoprotectores Datos de Rodrigues et al. (2002)

  13. X Data CAPACIDAD FOTOACLIMATATIVA Lo mayor la plasticidad fotosintética (capacidad aclimatativa) de un organismo lo mas amplio su rango de distribución. Condición de alta luz Photosynthesis Condición de baja luz Irradiance

  14. Acclimatación de luz– Manto de Ecklonia Rhodymenia sonderi Ecklonia radiata Acclimatación a cambios en la intensidad de luz dependiendo de la densidad del manto Pterocladia lucida

  15. Acclimatación de luz– Manto de Ecklonia Rhodymenia sonderi Toohey et al. (2004) Pterocladia lucida Cambios en la absorción entre algas bajo el manto (gris) y fuera del manto (blanco) de Ecklonia

  16. Acclimatación de luz– Manto de Ecklonia Rhodymenia sonderi Toohey et al. (2004) Pterocladia lucida Cambios en la fotosintesis entre algas bajo el manto (gris) y afuera (blanco) del manto de Ecklonia

  17. DIFERENCIAS EN ACLIMATACIÓN A LA LUZ (INTRAESPECIFICA) 100% luz incidente M. pyrifera Diferencias en absorción Relative Absorbance Wavelength (nm) Datos de Colombo-Pallotta (2007) 1% luz incidente (13m, Dean 1985)

  18. DIFERENCIAS EN ACLIMATACIÓN A LA LUZ (INTRAESPECIFICA) Diferencias en la concentración pigmentaria 100% luz incidente M. pyrifera soleado Concentración de pigmentos antena Pigmentos fotoprotectores Datos de Colombo-Pallotta (2007) 1% luz incidente (13m, Dean 1985) sombra

  19. DIFERENCIAS EN ACLIMATACIÓN A LA LUZ (INTRAESPECIFICA) 100% luz incidente M. pyrifera soleado Capacidad fotosintética Fotoprotección 1% luz incidente (13m, Dean 1985) Datos de Colombo-Pallotta (2007) sombra

  20. Adaptación cromática 495-570nm 550-630nm ACLIMATACIÓN A LA CALIDAD DE LUZ Cambio de la composición de pigmentos antena dependiendo de la calidad de luz

  21. ¿QUÉ HAY DE OTROS FACTORES DE ESTRÉS? ATP ADP + Pi NADPH NADP + H+ 2H+ Fd ATPase PQH2 PSII LHCII Cyt bf PSI LHCI PQ PC H+ 2H2O O2+ 4H+ 2H+ No es lo que recibes si no lo que sientes!

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