Nadine Schubert

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Parte 2 Fotoacclimatación y -adaptación
FOTOBIOLOGÍA

• Nadine Schubert
• Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la
  UNAM
• Unidad de Sistemas Arrecifales, Puerto Morelos,
  México

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ACCLIMATACIÓN versus ADAPTACIÓN
Acclimatación
Adaptación
Allen (1998)
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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
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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)
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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)

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FOTOACCLIMATACIÓN
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CURVA FOTOSINTESIS vs. IRRADIANCIA (P-E curva)
P
Evolución de oxígeno Fijación de carbono
Chl a
g PH
Área
E
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DIFFERENCIAS EN FOTOSINTESIS
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DIFFERENCIAS EN FOTOSINTESIS
Ek1
Ek2
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DIFFERENCIAS EN FOTOSINTESIS
Ek1
Ek2
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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
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SUSCEPTIBILIDAD DIFERENCIAL A ESTRÉS POR LUZ
Pool de pigmentos fotoprotectores
Datos de Rodrigues et al. (2002)
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CAPACIDAD FOTOACLIMATATIVA
Lo mayor la plasticidad fotosintética (capacidad
aclimatativa) de un organismo lo mas amplio su
rango de distribución.
Photosynthesis
Irradiance
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Acclimatación de luz Manto de Ecklonia
Ecklonia radiata
Acclimatación a cambios en la intensidad de luz
dependiendo de la densidad del manto
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Acclimatación de luz Manto de Ecklonia
Toohey et al. (2004)
Cambios en la absorción entre algas bajo el manto
(gris) y fuera del manto (blanco) de Ecklonia
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Acclimatación de luz Manto de Ecklonia
Toohey et al. (2004)
Cambios en la fotosintesis entre algas bajo el
manto (gris) y afuera (blanco) del manto de
Ecklonia
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DIFERENCIAS EN ACLIMATACIÓN A LA LUZ
(INTRAESPECIFICA)
100 luz incidente
M. pyrifera
1 luz incidente (13m, Dean 1985)
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DIFERENCIAS EN ACLIMATACIÓN A LA LUZ
(INTRAESPECIFICA)
Diferencias en la concentración pigmentaria
100 luz incidente
M. pyrifera
Datos de Colombo-Pallotta (2007)
1 luz incidente (13m, Dean 1985)
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DIFERENCIAS EN ACLIMATACIÓN A LA LUZ
(INTRAESPECIFICA)
100 luz incidente
M. pyrifera
1 luz incidente (13m, Dean 1985)
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ACLIMATACIÓN A LA CALIDAD DE LUZ
Cambio de la composición de pigmentos antena
dependiendo de la calidad de luz
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QUÉ HAY DE OTROS FACTORES DE ESTRÉS?
ADP Pi
ATP
NADP H
NADPH
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!