Orphek LED-lampor som används för vetenskaplig forskning
Användningen av LED-belysning har ökat de senaste åren inom saltvattenhobbyindustrin så det är ingen överraskning att denna typ av lampor nu också används för vetenskaplig forskning.
Jag heter Arjen Tilstra, jag är doktorand vid University of Groningen (Nederländerna) med en kandidatexamen i marinbiologi, ekologi och evolution. Jag blev kär i koraller när jag var 15 och såg en liten saltvattentank hemma hos en vän. Jag var tvungen att ha en! Detta var 14 år sedan. Under tiden hade jag tre tankar (en nanotank), alla med blandade resultat. Tyvärr var jag tvungen att sluta för flera år sedan på grund av kostnaderna och min studie. Ändå kommer min erfarenhet av att hålla och underhålla mjuka och steniga koraller väl till pass nu.
I mars 2012 började jag drömma om att göra ett helt eget forskningsprojekt. Vanligtvis registrerar doktorander i befintliga forskningsprojekt som utförs av doktorander och/eller Post Docs. Först till kvarn……en handledare. I efterhand var detta det enklaste av dem alla. Han blev genast entusiastisk över idén. Min idé kom när jag skrev min kandidatuppsats. En tidning från 2002 av Brown et al. fångade min uppmärksamhet. Ett rev nära Phuket i Thailand upplevde en blekningshändelse. Men det här var inte en vanlig blekningshändelse. De såg att den västra delen av revet led mindre av blekningen jämfört med den östra sidan. Frågan var varför!? De testade flera hypoteser och drog slutsatsen att den enda kända skillnaden mellan regionerna var ljusintensiteten. Den västra regionen upplevde högre ljusintensitet under månaderna före blekningshändelsen. Mitt mål var att simulera liknande förhållanden men i en kontrollerad miljö. Efter att ha kontrollerat alla papper som citerade tidningen, kunde jag inte hitta ett enda papper som gjorde liknande forskning. Ett nytt projekt föddes! Jag tänkte exponera korallfragment för olika ljusintensiteter och utsätta dem för en konstgjord värmebölja.
Innan jag fortsätter vill jag betona att blekning inte är vad de flesta akvarister tror att det är. Det är inte förlusten av korallvävnad som blottar det vita skelettet under. Det är förlusten av zooxantheller och/eller (foto)pigment. När en korall blekt är den fortfarande vid liv, det är det vita skelettet som "lyser" genom vävnaden. Om förhållandena återgår till det normala och fritt levande zooxantheller finns, kan korallen bli livskraftig igen. Om inte så dör korallen så småningom.
Min handledare berättade för mig nackdelarna med att göra mitt eget projekt; Jag fick betala nästan allt själv. Naturligtvis kunde jag använda universitetets faciliteter och jag kunde få ersättning för ungefär en femtedel av alla kostnader. Under min tid som akvarist fick jag massor av vänner i samhället och gjorde mig ett namn på den holländska webbplatsen www.zeewaterforum.info. Ett holländskt forum dit alla hobbyister kommer för att umgås och dela information. Jag kontaktade Jan Harbers (admin) och frågade om jag kunde kontakta forumets sponsorer för hjälp. Inga problem……och så blev det. Erbjudanden om utrustning strömmade in och jag blev positivt överraskad av sponsorernas entusiasm. En nyckelfråga för detta projekt var förstås ljus! Tanne Hoff ringde mig med en idé. Kanske var Orphek intresserad! Via Tanne kom jag i kontakt med Ofir och den holländska importören Arie från AquaCompleet (en välkänd holländsk butik). Ofir blev direkt entusiastisk och skickade generöst två lampor till mig att jobba med. Två 18000 Kelvin DIF100 XP:er (Fig. 1).
Som en jämförelse lade jag till en bild på tankarna utan lampor och fyllda med kranvatten (Fig. 2). Skillnaden är fantastisk.
På grund av brist på undervattensljusmätare kunde jag ännu inte skapa den perfekta uppställningen för experimentet. Jag kommer inte att störa dig med hela experimentupplägget men i ett nötskal var jag tvungen att skapa två olika ljusbehandlingar för att simulera väst och öst som i det bruna et al,. (2002) tidning. Under tiden tillsattes en del levande sten och testfragment samt 2 fiskar och flera ryggradslösa djur. De klarade sig alla extremt bra. Färgning av testfrags var vacker (även om skönhet är subjektivt). Men korallfärg är inget jag är intresserad av nödvändigtvis. Kunde jag skapa en miljö med en jämn spridning av ljus med den mängd frags som behövdes för min forskning? Tyvärr nej, ljusspridningen var för stor. Eftersom detta skulle vara skadligt för min forskning kontaktade jag omedelbart Ofir och förklarade situationen. Efter att ha påpekat att jag kostade honom mycket pengar sa han till mig; inga problem, nya lampor kommer snart. Flera veckor senare kom Arie förbi med två nya lampor. Två PR-156:or (Fig. 3)!
DIF:arna togs tillbaka av Arie. Han kunde dem för ett annat projekt. Jag var mycket imponerad av DIF:s men PR-156:orna var ännu mer imponerande. En helt annan lampa eftersom området där lysdioderna är fördelade är mycket mindre i en DIF. De första mätningarna såg lovande ut. 40 cm ovanför tanken fick testbitarna 900 ?mol m-2 s-1 av ljus. 70 cm ovanför tanken fick de 450 och så småningom hängde jag dem en meter (högsta möjliga i min uppställning) ovanför tanken där de fick 300 ?mol m-2 s-1 (Fig 4).
Eftersom fördelningen av lysdioder i lampan var mer spridd spreds ljuset i tanken också mer jämnt. Excellent!
Detta projekt leds också av doktoranden Tim Wijgerde (MSc) och Dr Ronald Osinga från Wageningen University (Nederländerna). Tillsammans med Tim gjorde vi flera mätningar för att se hur man bäst placerade alla frags och i överensstämmelse med Sanjay Joshis (PhD) artikel om Advanced Aquarist bestämde jag mig för att distribuera alla frags i en oval form under lamporna (Fig. 5).
Spridningen är nu inom en gräns på 10 %. Eftersom ljuset är så starkt och det faktum att jag inte kunde hänga lamporna högre var jag tvungen att komma på ett annat sätt att dämpa ljuset. Jag behövde 200 ?mol m-2 s-1 och så satte jag upp en väldigt amatörinställning för att dämpa den (Fig. 6). Men det fungerar, det fångar ungefär 33 % ljus och därmed är ljusintensiteten fasta 200±10 ?mol m-2 s-1 för fragarna.
Medan många av mina kollegor måste hantera minskningar av ljusintensiteten med sina (T5) lampor är min erfarenhet av lysdioderna mer än positiv. Jag har inte märkt någon minskning/förändring i intensitet eller spektrum. I det långa loppet kan detta spara oss pengar eftersom vi inte längre behöver köpa dyra glödlampor för vilken ljuskälla som än används. Dessutom är värmen som avges från lamporna minimal och mängden ljus astronomisk. Så långt kan jag ärligt säga att jag inte har några som helst klagomål förutom att de måste hänga högt eftersom korallerna annars skulle bli stressade av överexponering, men detta är mer ett lyxproblem än ett verkligt problem.
Det är nu nästan juli 2013 och efter mer än ett års förberedelser erhålls äntligen de första uppgifterna. Detta experiment kommer att pågå till september och efter publicering i en vetenskaplig tidskrift kommer jag att skriva artiklar för populära tidskrifter och webbplatser. Vi gör också veckobilder av 18 slumpmässigt utvalda frags för att se deras framsteg. En av dessa frag kan ses i fig. 7. Detta är två veckors förändring.
För nu vill jag tacka Orphek och Ofir i synnerhet för hans intresse och bidrag till min forskning.