როგორ ატარებს ზღვის წყალმცენარეები ფოტოსინთეზს?

"ზღვის მცენარე" სინამდვილეში არასწორი სახელია, რადგან სიტყვა "სარეველა" გულისხმობს, რომ ის მცენარეა. ამასთან, რადგან მას არ აქვს სისხლძარღვთა სისტემა, რომელიც საერთოა ყველა მცენარისათვის, წყალმცენარეები სინამდვილეში წყალმცენარეების ფორმად ითვლება. ზღვის წყალმცენარეები შეიძლება დაიყოს სამ მთავარ ჯგუფად: მწვანე წყალმცენარეები, ყავისფერი წყალმცენარეები და წითელი წყალმცენარეები, ყველა მათგანი განსხვავებულად ატარებს ფოტოსინთეზს.

სისხლძარღვთა მცენარეებთან შედარებით უფრო ახლოს, ვიდრე სხვა ნებისმიერი სახის წყალმცენარეები, მწვანე წყალმცენარეები იღებენ ფერს ქლოროფილის პიგმენტებიდან, უპირატესად ქლოროფილიდან a და b. ორივე ტიპის ქლოროფილი შთანთქავს ძირითადად უფრო მოკლე, წითელ სინათლის ტალღის სიგრძეს, რომელსაც უჭირს ღრმა წყლებში შეღწევა. ამიტომ, მწვანე წყალმცენარეები ძირითადად არაღრმა წყალში გვხვდება და ამ ორგანიზმების მხოლოდ 10% ცხოვრობს ზღვის გარემოში. ამ ტიპის წყალმცენარეები შეიძლება იყოს ერთუჯრედიანი ან მრავალუჯრედიანი. სისხლძარღვოვანი მცენარეების მსგავსად, მწვანე წყალმცენარეებს აქვთ ქლოროპლასტები უჯრედებში, რომლებიც ატარებენ ფოტოსინთეზს. საინტერესოა, რომ ალერსიის ზღვის სახეობის გარკვეული სახეობა, როგორც ცნობილია, მოიპარავს ამ ქლოროპლასტებს და იყენებს მათ საკუთარი მიზნებისთვის.

მწვანე წყალმცენარეები შეიძლება მოქმედებდეს სისხლძარღვოვანი მცენარეების მსგავსად, მაგრამ ყავისფერი წყალმცენარეები, ალბათ, ყველაზე უკეთ ცნობილია იმით, რომ ყველაზე მეტად სისხლძარღვოვან მცენარეებს ჰგავს. ეს მრავალუჯრედიანი წყალმცენარეები პასუხისმგებელნი არიან წყალმცენარეების ტყეებზე, რომლებიც უამრავ ზღვის ორგანიზმს საკვებითა და თავშესაფრით უზრუნველყოფენ. მიუხედავად იმისა, რომ ყავისფერი წყალმცენარეები შეიცავს ქლოროფილს, ისინი უპირატესად შეიცავს ფოტოსინთეზულ პიგმენტს ფუკოქსანტინს, რომელიც ასახავს ყვითელ შუქს. ფუკოქსანტინი ითვლება აქსესუარ პიგმენტად, რომელიც შთანთქავს მზის სხივებს, შემდეგ კი ამ ენერგიას გადასცემს ქლოროფილს დამუშავების მიზნით.

წითელი წყალმცენარეები ალბათ ყველაზე ნაკლებად ჰგავს სისხლძარღვოვან მცენარეებს, მაგრამ ეს ორგანიზმები ზღვის მცენარეების სახეობების უმეტესობას მოიცავს. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ორგანიზმები შეიცავს ქლოროფილს, ისინი უნიკალურ შეფერილობას იღებენ მათი ორი აქსესუარი პიგმენტისგან: მოლურჯო ფიკოციანინი და მოწითალო ფიკოერინრინი. ეს პიგმენტები შთანთქავს სინათლის უფრო მეტ, მოლურჯო ტალღის სიგრძეს და ეს საშუალებას აძლევს მათ გაიზარდონ ღრმა წყლებში, სადაც სინათლის უფრო გრძელი ტალღის სიგრძე შეიძლება შეაღწიოს. ამ წყალმცენარეებს ასევე შეუძლიათ გაიზარდონ არაღრმა, მოქცევის წყლებში და - თუ ისინი გადაიზრდებიან მასიურ წყალმცენარეებში - ცნობილია წითელი ტალღის სახელით მომაკვდინებელი ფენომენის გამოწვევით.

მიუხედავად იმისა, რომ წითელი ტალღა შეიძლება დამანგრეველი იყოს სანაპირო ინდუსტრიისთვის, ზღვის მცენარეები ძირითადად სასარგებლოა საზოგადოებისთვის. წყალმცენარეების მრავალი სახეობა მიიღება როგორც საკვები პროდუქტები, მათ შორის ზღვის სალათის ფოთოლი (მწვანე წყალმცენარეები) და ნორი (წითელი წყალმცენარეები). ბევრი ყავისფერი წყალმცენარეების სახეობა გამოიყენება საკვები დანამატების, კოსმეტიკური ან სასუქების ხმელეთის მცენარეებისთვის. ამჟამად მეცნიერები იკვლევენ წითელ წყალმცენარეებში აღმოჩენილ პიგმენტებს ქიმიური ნიშნების გამოსაყენებლად. ანტისხეულებთან შეერთებისას, ამ ნიშნების გამოყენება შესაძლებელია სიმსივნური უჯრედების დასადგენად.