Massi ja molaarsuhted

Kasvades omastab fütoplanktoni rakk keskmiselt toitaineid järgmises vahekorras:

• O:C:N:P = 212:106:16:1 (molaarsuhted)
• O:C:N:P = 109:41:17.2:1 (massi suhted)

Seda nimetatakse Redfieldi suhteks. See on globaalne keskmine. Ja nii tuleb seda ka interpreteerida. Ükski konkreetne liik ei pruugi toitainete omastamisel Redfieldi suhet väga täpselt järgida. Nagu keskmine palk, mida vist mitte keegi ei saa.

Teine oluline suhe on fütoplanktoni biomassi ja klorofüll a vaheline suhe. Väga sageli mõõdetakse fütoplanktoni biomassi klorofülli kaudu -- seda on lihtne ja kiire teha, see on keemiline meetod ja suht täpne. Paraku annab see klorofülli massi, mitte fütoplanktoni biomassi.

Kas meil on võimalik klorofüll konverteerida kuidagi füotplanktoni biomassiks?

On, aga mitte ülearu täpselt.

Orgaanilise süsiniku ja klorofüll a suhe (C:Chl suhe) varieerub 40:1 kuni 150:1
See sõltub fütoplanktoni füsioloogilisest seisundist, liikidest, valgustingimustest, etc. Näiteks kui rakk kasvab viletsates valgustingimustes, kompenseerib ta valguse nappust sellega, et asub sünteesima lisa klorofülli. Et viimanegi valguskvant kinni püüda. Valguse üleküllusel ei ole aga nii palju klorofülli vaja. Ja raku biomassi (või orgaanilise süsiniku massi) ja klorofülli suhe muutub.

Massisuhetest saab arvutada kui suure fütoplanktoni biomassi akumulatsiooni (chl kontsentratsiooni) võib teatud reostuse hulk põhjustada

Näiteks: kui meil on 300 mg fosforit -- ole hea arvuta, kui suure hulga fütoplanktoni biomassi võib sellest saada?

Kuidas väljendada fütoplanktoni biomassi?

Fütoplanktoni biomassi väljendatakse mitmel viisil:

• Kõige tavalisem on märgkaalu biomass ruumala ühikus -- mg L^-1 või mg ww L^-1 (ww -- wet weight)
  • Kuidas märgkkaalu mõõta? Tavaliselt loendatakse fütoplanktoni rakkude arv mikroskoobis, teatud hulgast proovi veest. Nüüd on vaja teada vetika raku ruumala -- see on väga väika ja täpset meetodit selle hindamiseks ei ole. Tavaliselt kasutatakse sama või lähedase kujuga geomeetriliste kujundite ruumala valemit ja mikroskoobis mõõdetakse raku mõõtmed. Vead on arvestatavad. Ning lõpuks arvestatakse, et vetikaraku tihedus on 1 (sama mis veel). Nii saadaksegi biomass.
• Võib ka kuivkaalus -- mg L^-1. Märgkaalust ca 20% on kuivkaal, ülejäänu on vesi.
  • Kuivkaalu on lihtne mõõta filtril. Filtreeritakse teatud hulk vett eelnevalt kaalutud klaasfiiber filtrile, filter kuivatatakse (tundi paar 105°C juures) ja kaalutakse uuesti. Lisandunud ongi kuivkaal.
• Võib ka orgaanilise partiklilise süsiniku (POC - particulate organic carbon) ühikutes. See on mitmes mõttes hea ühik, kuna orgaaniline partikliline süsinik on ühine 'valuuta' mitmete bioloogiliste protsesside ja hulkade mõõtmiseks. Näiteks primaarproduktsiooni mõõdetakse sellistes ühikutes. Samuti on võimalik sellistes ühikutes mõõta bakterite, zooplanktoni, sestoni, misiganes biomassi.
  • Orgaaniline süsinik moodustab ca. 11% vetika märgkaalust.
    
    • Tõsi, see varieerub, sõltuvalt vetikarühmast. Näiteks pantsriga vaguviburlastel on see kõrgem (ca 13%), kuna pantsri plaadid on tselluloosist ja see sisaldab hulga orgaanilist süsinikku. Ränivetikatel on see protsent tublisti väiksem (ca 5%), kuna ränivetikate raku mahust võtab suure osa vakuool, milles ei ole eriti süsinikku.

 

 

---

Kuidas globaalne keskmine Redfieldi suhe püsib ookeanis?

 

Allolev skeem selgitab seda -- püüa mõista!

 

Redfieldi suhe -- tuleb kuulsa USA okeanograafi järgi, kes selle välja arvutas, avaldas ja interpreteeris:

Tänapäeval on see üks olulisemaid kontseptsioone bioloogilises okeanograafias ja üks enim tsiteeritumaid. Ainus oht -- et seda valesti ei interpreteeritaks!

Alfred C. Redfield – 1890 - 1983