Effects of enhanced UV-radiation on photosynthesis of Arctic/cold-temperate macroalgae: = Effekte erhöhter UV-Strahlung auf die Photosythese arktisch/kalt-gemäßigter Makroalgen
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Bremerhaven
Alfred-Wegener-Insitut für Polar- und Meeresforschung
2000
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375 |
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ISOL- IST 4
EFFECTS OF ENHANCED UV-RADIATION ON PHOTOSYNTHESIS OF
ARCTIC/COID-TEMPERATE MACROALGAE
EFFEKTE ERHOHTER UV-STRAHLUNG AUF DIE PHOTOSYNTHESE
ARKTISCH/KALT-GEMA BIGTER MAKROALGEN
KAI BISCHOF
BER. POLARFORSCH. 375 (2000) ISSN 0176 - 5027
IMAGE 2
CONTENTS
ABBREVIATIONS III
SUMMARY V
ZUSAMMENFASSUNG IX
1. INTRODUCTION 1
1.1. GENERAL INTRODUCTION 1
1.2. OZONE DEPLETION AND UV RADIATION 2
1.3. GENERAL BIOLOGICAL EFFECTS OF UVB RADIATION 3
1.4. INHIBITION OF PHOTOSYNTHESIS 5
1.4.1. UVR INDUCED PHOTOINHIBITION 5
1.4.2. PHOTOINHIBITION INDUCED BY PHOTOSYNTHETICALLY ACTIVE RADIATION
(PAR) 6
1.5. ADAPTIVE STRATEGIES 8
1.6. UVR AND MACROALGAE IN ARCTIC COASTAL ECOSYSTEMS 10
1.7. THESIS OUTLINE 12
2. METHODOLOGICAL ASPECTS 1 5
2.1. IRRADIANCE APPLIED 15
2.2. MEASUREMENTS OF PHOTOSYNTHESIS 16
2.3. ANALYSIS OF CALVIN CYCLE ENZYMES 17
2.3.1. PHOTOMETRIC ENZYME ASSAYS 17
2.3.2. SODIUMDODECYISUIPHATE POIYACRYIAMIDE GEIEIECTROPHORESIS
(SDS-PAGE) 18
3. SUMMARY OF RESULTS - 19
3.1. RADIATION CLIMATE IN THE ARCTIC 19
3.1.1. SURFACE RADIATION 19
3.1.2. UNDERWATER RADIATION 21
3.2. ACCLIMATION TO CHANGING RADIATION CONDITIONS 24
3.2.1. UVR EFFECTS ON PHOTOSYNTHESIS - LABORATORY EXPERIMENTS 24
IMAGE 3
3.2.2. UVR EFFECTS ON PHOTOSYNTHESIS - FIELD EXPERIMENTS 29
3.2.3. EFFECTS ON BROWN ALGAL ZOOSPORES 30
3.3. PROTECTION AGAINST UVR 33
3.4. UVR EFFECTS ON PHOTOSYNTHETIC DARK REACTIONS 38
4. DISCUSSION 43
4.1. METHODOLOGICAL CONSIDERATIONS 43
4.1.1. PAM FLUORESCENCE MEASUREMENTS 43
4.1.2. PHOTOMETRIC RUBISCO ASSAYS 47
4.1.3. EXPERIMENTAL RADIATION CONDITIONS 48
4.2. GENERAL DISCUSSION 49
4.2.1. IMPAIRMENT OF PHOTOSYNTHESIS 49
4.2.2. UVR INDUCED DAMAGE 51
4.2.3. ACCLIMATION OF PHOTOSYNTHESIS 54
4.2.4. UVR SCREENING COMPOUNDS 56
4.2.5. MORPHOLOGY AND UVR PROTECTION 59
4.2.5. ALGAL RESPONSE TO OTHER STRESS FACTORS 60
4.2.6. PROTECTION AGAINST HIGH PAR 61
4.3. ECOLOGICAL IMPLICATIONS 62
4.3.1. GROWTH AND PRODUCTIVITY 62
4.3.2. REPRODUCTIVE SUCCESS 64
4.3.3. DEPTH DISTRIBUTION 64
4.3.4. SUMMARY OF PRESENT CONDITIONS 65
4.3.5. OUTLOOK TO FUTURE CONDITIONS 66
4.4. CONCLUDING REMARKS AND FUTURE PERSPECTIVES 67
5. REFERENCES 7 0
DANKSAGUNG 88
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