DIVING PAM II

Le fluorimètre DIVING-PAM-II permet d’examiner la photosynthèse jusqu’à 50 m de profondeur.

Description

DIVING PAM II

Le DIVING-PAM-II est le successeur du DIVING-PAM, qui s’est révélé être le premier fluorimètre de la chlorophylle fiable et robuste pour l’étude de la photosynthèse dans et sous l’eau.

Le DIVING-PAM-II possède non seulement les caractéristiques du DVING-PAM qui ont été éprouvées par de nombreux utilisateurs dans le monde entier, mais il possède en plus une acquisition des données et un contrôle des instruments très avancés utilisant des composants optiques et électroniques de pointe.

Le fluorimètre DIVING-PAM-II permet d’examiner la photosynthèse jusqu’à 50 m de profondeur. Toutes les fonctions de l’instrument peuvent être contrôlées par 10 commutateurs de réflexion infrarouge situés dans un boîtier transparent en forme de cylindre. L’écran N/B, à économie d’énergie, qui affiche l’état de l’instrument et les données mesurées, constitue une nouvelle fonctionnalité. L’écran transflectif est lisible même au soleil. Pour l’évaluation à long terme de la photosynthèse, l’instrument peut également être exploité par un ordinateur via un câble sous-marin spécial.

Le spectromètre miniature innovant MINI-SPEC, faisant partie du système de base DIVING-PAM-II, ajoute un nouveau niveau d’informations très riches aux études de la photosynthèse. Le MINI-SPEC mesure les spectres de PAR, connus pour varier considérablement avec la profondeur de l’eau. Le dispositif permet également des analyses spectrales de la réflectance et de l’émission de fluorescence d’un échantillon.

Caractéristiques générales – Diving-PAM-II

Le fluorimètre DIVING-PAM-II permet d’examiner la photosynthèse jusqu’à 50 m de profondeur. Toutes les fonctions de l’instrument peuvent être contrôlées par 10 commutateurs de réflexion infrarouge situés dans un boîtier transparent en forme de cylindre. L’écran N/B, à économie d’énergie, qui affiche l’état de l’instrument et les données mesurées, constitue une nouvelle fonctionnalité. L’écran transflectif est lisible même au soleil. Pour l’évaluation à long terme de la photosynthèse, l’instrument peut également être exploité par un ordinateur via un câble sous-marin spécial.

Le spectromètre miniature innovant MINI-SPEC, faisant partie du système de base DIVING-PAM-II, ajoute un nouveau niveau d’informations très riches aux études de la photosynthèse. Le MINI-SPEC mesure les spectres de PAR, connus pour varier considérablement avec la profondeur de l’eau. Le dispositif permet également des analyses spectrales de la réflectance et de l’émission de fluorescence d’un échantillon.

Autre nouveauté : un capteur interne PAR qui enregistre en permanence l’intensité de la source de lumière interne du DIVING-PAM-II.

DIVING-PAM-II et porte-échantillon universel DIVING-II-USH

  • Spectromètre miniature pour la mesure du PAR, les informations spectrales sur le PAR et la réflectance
  • Réseau local sans fil pour un téléchargement pratique des données directement sur le site expérimental
  • Affichage graphique et alphanumérique par écran N/B transflectif consommant peu d’énergie
  • LED haute puissance pour la lumière actinique et les flashs de saturation. LED rouge lointaine pour l’excitation PS I.
  • Capteur de pression et de température de précision
  • Batterie haute capacité pour plus de 1 300 mesures de rendement PS II.
  • Mémoire flash pour plus de 27 000 analyses du flash saturant.
  • Surveillance continue de l’intensité lumineuse interne par le capteur PAR intégré.
  • Calcul automatique de tous les paramètres pertinents de l’analyse des impulsions de saturation.

Accessoires inclus dans le système de base:

Fibre optique flexible de 1,5 m, spectromètre miniature, pince de distance, clips d’obscurité, support de surface, boîtier d’interface PC, chargeur de batterie, câble USB, câble sous-marin de 5 m, logiciel WinControl-3, le tout protégé dans une mallette de transport extérieure robuste et étanche aux projections d’eau

En environnement sec, les accessoires du fluorimètre MINI-PAM-II peuvent être utilisés avec le DIVING-PAM-II.

 

Exemple d’application 1

 

Spectromètre miniature MINI-SPEC
Mesure de spectres de PAR, de réflectance et de fluorescence

Le spectromètre miniature MINI-SPEC est un instrument d’extérieur compact et robuste permettant de collecter des informations spectrales sur l’environnement lumineux et sur l’échantillon.

Les figures 1 à 4 illustrent les types et la qualité du signal des spectres PAR ainsi que des spectres de réflectance et de fluorescence.

L’absorption de la lumière par l’eau affecte les propriétés spectrales du rayonnement disponible pour les organismes photosynthétiques aquatiques. Les spectres de la figure 1 ont été enregistrés au-dessus de la surface de l’eau et à diverses profondeurs jusqu’à 30 m. À mesure que la profondeur augmente, les intensités dans la plage spectrale rouge diminuent davantage que dans la gamme spectrale bleue, ce qui oblige la photosynthèse à s’acclimater à de faibles lumière enrichies en bleu à des profondeurs plus grandes.

Mesures effectuées par Sabrina Walz et Jonathan Richir à La STARESO (Station de recherches océanographiques et sous-marines), Corse, France.

Les propriétés spectrales du rayonnement disponible pour une plante donnée peuvent être influencées par les plantes voisines. Les spectres de la figure 2 sont enregistrés au-dessus et au-dessous du couvert végétal et démontrent à quel point l’absorption des feuilles influe sur les rapports d’intensité visible/rouge lointain. Plus précisément, le rapport rouge/rouge lointain joue le rôle de signal environnemental détecté par les photorécepteurs phytochrome.

Les spectres de réflectance contiennent des informations sur la lumière absorbée par un échantillon. Typiquement, les creux dans les spectres de réflectance correspondent aux pics d’absorption des complexes pigment-protéine photosynthétiques. Les spectres de réflectance peuvent également révéler la fonction de filtrage de pigments non photosynthétiques. La figure 3 montre comment les anthocyanes filtrant la lumière masquent le pic de réflectance observé autour de 550 nm dans une feuille verte.

La forme des spectres d’émission de fluorescence est affectée par la teneur en chlorophylle d’une feuille (Buschmann C (2007) Photosynth Res 92, 261–271). La réabsorption de la fluorescence à une longueur d’onde inférieure à 700nm est le principal facteur déterminant le rapport entre les pics d’émission des longueurs d’onde courtes et longues. La figure 4 montre comment ce rapport diminue lorsque la teneur en chlorophylle des feuilles de lierre augmente.

Exemple d’application 2

Évaluation de la photosynthèse de macro-algues marines à l’aide de DIVING-PAM

Un prototype du DIVING-PAM a été testé sur l’île du Spitzberg dans des conditions arctiques

Kongsfjord, Spitzberg

Un prototype du DIVING-PAM a été testé sur l’île du Spitzberg dans des conditions arctiques. Le fluorimètre de chlorophylle a été utilisé dans le Kongsfjord et exposé à des profondeurs d’eau jusqu’à 30 m, à une température de 0 °C. Malgré ces conditions quelque peu inhabituelles, il fonctionnait sans problème.

Pour la première fois, la méthode des flashs saturants a été appliquée avec une mesure simultanée de la lumière pour évaluer le rendement quantique effectif du photosystème II (ΔF / Fm ‘) dans les macroalgues, dans leur habitat sous-marin naturel. L’aspect central de cette étude a été la régulation du rendement quantique en fonction de l’adaptation de la lumière à basses températures.

L’algue brune Alaria esculenta a été choisie comme objet d’investigation. À Kongsfjord, cette algue peut atteindre une hauteur de 5 m. Cette plante prend racine dans le fond marin rocheux et se caractérise par une tige dressée, la « région foliaire » supérieure atteignant la surface de l’eau.

Les mesures ont révélé une nette corrélation entre les performances photosynthétiques de « régions de feuille » individuelles et leur distance à la surface. Les différences les plus importantes (d’environ un facteur 3) ont été mesurées dans la zone située entre la surface (rendement quantique le plus faible) et une profondeur de 60 cm, où un rendement quantique presque maximal a été observé.

Comme prévu, la suppression relative de la photosynthèse a atteint son niveau le plus élevé au moment du rayonnement solaire le plus intense de midi (la dépression dite de midi). Ce phénomène semble refléter un mécanisme de protection important contre les effets néfastes de l’excès d’énergie lumineuse (dissipation thermique). Ceci est particulièrement important lorsque les réactions enzymatiques dans l’obscurité sont ralenties à basse température.

Côte atlantique sud de l’Espagne

Des mesures sous-marines similaires ont été réalisées avec le DIVING-PAM sur la côte sud de l’Atlantique en Espagne. Le taux de transport relatif des électrons (ΔF / Fm ‘x PAR) de Halopteris scoparia, une algue brune de 3 cm de hauteur seulement, poussant dans la zone côtière la plus haute, a été déterminé à différents moments de la journée, dans des conditions naturelles de rayonnement solaire.

Même les algues qui poussaient près de la surface de l’eau ne présentaient aucun symptôme d’augmentation de la dissipation de l’énergie lumineuse excédentaire. Contrairement aux algues arctiques, aucune saturation significative du taux de transport des électrons n’a été observée sous un rayonnement élevé.

Ceci conduit à la conclusion qu’Halopteris n’a pas été exposé à un stress léger au cours de la journée. Par conséquent, il a pu utiliser à tout moment l’énergie solaire disponible de manière optimale. Ceci est typique d’une plante acclimatée à des conditions de forte luminosité. Dans ce contexte, une température ambiante suffisamment élevée semble être une condition préalable importante pour l’acclimatation des réactions dans l’obscurité aux vitesses élevées d’absorption quantique.

Dr. Dieter Hanelt, Université de Hambourg, Hambourg, Allemagne

Nouvel Accessoire important pour le Diving PAM II : Capteur d’oxygène dissout optique

Capteur d’oxygène sous-marin DIVING-PAM-II / O2

Le capteur d’oxygène DIVING-PAM-II / O2 utilise la technologie du capteur optique, optode, pour mesurer les concentrations d’oxygène dans l’eau. La méthode présente une grande précision, de faibles besoins en énergie et une stabilité à long terme. La gamme d’applications comprend la collecte de profils d’oxygène bathymétriques et la surveillance des déclins à long terme des concentrations d’oxygène océanique associés aux changements climatiques.

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