羽裂狀葉片有利於水中的二氧化碳吸收。

水草的葉片通常拿來與陸生植物的陰性草相比較.
陸上植物(左圖)在淹入水中後會產生伸展程度很大的葉片(右圖)以早日接觸大氣。

然而在強光照射之下,
碳酸酐酶(CA)對於水草吸收 HCO3- 扮演重要的角色,但在細胞內終究得轉換成 CO2 並在 Rubisco 進行加工。

氧化還原電位越高則許多元素呈氧化態,越不利於水草的吸收。

本文同時刊載於台灣「AquaPets」雙月刊 2008 年六月號。
水草在歷經了許多的世代以後, 適應了水中的生活, 試著在低光照與二氧化碳的環境中成長, 其適應作用(Adaptation)的表現同時發生於型態與生理方面。 最好的例子就是較纖薄的葉面、羽裂狀的葉片和氣孔的消失, 這些都是為了改善水中的氣體交換速率。 這一些適應的能力被存放在基因當中, 並且一個世代傳過一個世代的。 相對而言, 環境適應(Acclimation)指的是單一個體在短時間內的改變。 舉例來說, 挺水植物在雨季時淹入水中, 原本的水上葉被新成長的水下葉取代, 而這些生理與型態與水上葉不同的葉片, 更能適應水中的光合作用與氣體交換. 羽裂狀葉片有利於水中的二氧化碳吸收。 ![]() 水草的葉片通常拿來與陸生植物的陰性草相比較. 因為這些植物的葉片比較孅薄, 細胞通常只有幾層的厚度, 況且角質層極度的退化甚至消失. 除此以外, 葉片中的葉綠素和其他光合作用的色素也會增加, 以利於對於光照的利用效率. 接近水面的葉片細胞通常也會伸展開來, 為的就是要能盡快接觸空氣. 這樣的現象常常發生於原本完全栽培於水上的植物, 在突然沒入水族缸後的新成長葉片, 這些水草的葉片在最初的日子裡伸展的程度相當的大. 陸上植物(左圖)在淹入水中後會產生伸展程度很大的葉片(右圖)以早日接觸大氣。 ![]() 然而在強光照射之下, 浮水的葉片通常會變厚(細胞層較多), 顏色也會變淡(葉片中的色素密度減少), 因為葉片如果吸收太多的光能, 很可能會損及光合作用的許多酵素. 一般來說, 羽裂狀的葉片是為了改善水中 CO2 擴散速率的限制, 羽裂狀的葉片有較高的表面積/體積比(Surface-to-volume ratio), 由於 CO2 是透過擴散作用吸收的, 較高的表面積/體積比改善了二氧化碳的吸收. 水草的角質層也減少了, 為了就是能將 CO2 吸收的阻力降到最低。 從另一個角度來看, 水草不需要發展氣孔, 氣孔的構造主要是陸生植物用來吸收二氧化碳用的. 二氧化碳在水草的表面就被核酮糖二磷酸縮化酵素(Rubisco)固定成碳水化合物, 為了適應水中 CO2 濃度偏低的環境, 就必須製造更多的 Rubisco 來協助二氧化碳的固定. 然而 Rubisco 是一種蛋白質, 也因此「昂貴的」胺基酸就必須拿來製造更多的 Rusbico, 所以說製造更多的酵素意味著成長所需的胺基酸跟著減少了. 為了更進一步的突破 CO2 的困境, 水草還發展出了不同的生理與生化對策, C4 和 CAM 的光合作用就是水草生理與構造上的改變, 以便更有效的利用 CO2. 最後, 有些水草能夠吸收 HCO3- 並且轉化成 CO2 以利光合作用使用. 在含鈣成分高的土壤中, HCO3- 的濃度通常是 CO2 濃度的百倍以上, 而水草能夠利用 HCO3- 的話可就佔盡了競爭的優勢. 真正的沉水植物如苦草(Vallisneria)、水蘊草(Egeria)、伊樂藻(Elodea)和黑藻(Hydrilla)就是很好的例子 , 這些水草都能利用 HCO3- 作為無機碳的來源. 碳酸酐酶(CA)對於水草吸收 HCO3- 扮演重要的角色,但在細胞內終究得轉換成 CO2 並在 Rubisco 進行加工。 ![]() 從底泥吸收營養可說是有根的水草對於藻類的一個競爭優勢, 因為藻類通常只能從水體中吸收營養. 簡單的說, 藻類無法在完全無營養的水中成長, 這也是為何換水是對抗藻類的一個有效方法, 因為換水能將溶解在水中的營養加以消除. 著根的水草既能由根部也能從葉片吸收營養, 不過有很大的一部分是由根部自底床吸收的. 水草由根部釋放氧氣至底床中. 這些氧氣促使營養物質沉澱於底床中, 避免營養釋放至水中遭到藻類的利用. 有趣的是, 許多營養物質如鐵、錳和其他微量元素, 由水草根部的吸收效果最好, 因為底床的氧化還原電位有利於許多離子由根部的吸收. 在溶氧量很高的水體中, 有許多微量元素會產生沉澱, 而無法被水草所利用. 因此營養豐富的底床配合著貧養的水體, 提供了水族缸中水草最好的可能生長條件. 氧化還原電位越高則許多元素呈氧化態,越不利於水草的吸收。 ![]() 本文同時刊載於台灣「AquaPets」雙月刊 2008 年六月號。 評論已關閉。
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四月 2018
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