1.2. Радиоуглеродная модификация метода склянок

Радиоуглеродную модификацию метода склянок для опре­деления первичной продукции морского планктона впервые применил Стеман-Нильсен во время работ дат­ской морской экспедиции на судне «Галатея» (по Винберг,1960).

Сущность предложенного Стеман-Нильсеном метода сво­дится к следующему.

К заключенной в незатемненную склянку пробе добавляется известное количество меченой углекислоты в виде раствора карбоната или бикарбоната. Стеман-Нильсен ввел в практику исследований удобный прием предварительно­го приготовления ампул, содержащих нужные дозы раствора бикарбоната с меченым углеродом. Им применялись серии ам­пул, содержащих от 0,8 до 8 мкСu.

После некоторого срока экспозиции проба профильтровывается через мембранный фильтр. Измерив активность фильтра с осевшим на нем планктоном (г) и зная общую начальную активность внесенного радиоуглерода (R), находят отношение этих величин г/R. Принимается, что количество ассимилированной углекислоты находится в том же соотношении с общим количеством ее во взятом объеме воды (с). Определив последнюю величину гидрохимическим путем, легко рассчитать искомое количество ассимилированной углекислоты (А). Очевидно, А = r c/ R

Однако в такие расчеты приходится вносить некоторые по­правки. Прежде всего допущение об одинаковой скорости ассимиляции С¹² и С¹⁴ заведомо не совсем верно. Известно, что С¹⁴ ассимилируется с несколько меньшей скоростью. Это вы­зывает необходимость поправки на так называемую дискрими­нацию С¹⁴. Стеман-Нильсен считает, что меньшая скорость ассимиляции С¹⁴ компенсируется поправкой +5%.

На результаты измерений методом меченого углерода может оказать влияние также темновая фиксация углекислоты, но она обычно не превосходит 1 - 2% от скорости ассимиляции на свету. Однако в загрязненных водах, где много бактерий, она может приобретать исключительно большое зна­чение.

Наиболее слабым местом метода является то, что с его помощью фактически измеряется не все количество ассимилированного радиоактивного углерода. Некоторая часть ассимилированных атомов во время опыта принимает участие в дыхании и вновь уходит во внешнюю среду в составе выделенных при дыхании молекул СО₂. Какая доля от ассимилированных атомов С¹⁴ будет вновь отдана окружающей клетки среде, зависит от многих условий, в частности, и от продолжительности опытов. В длительных опытах вся выделяемая npи дыхании углекислота идентична ассимилированной; в этих условиях этим методом измеряется не валовая, а чистая продукция, т. е. не истинный, а видимый фотосинтез. Полагают, что при кратковременных опытах в среднем 60% выде­ляемой при дыхании углекислоты приходится за счет ассими­лированной при фотосинтезе и что в условиях оптимального освещения интенсивность дыхания составляет 10% от интенсивности фотосинтеза. Тогда для по­лучения истинного фотосинтеза (валовой продукции) следует внести поправку +6%. Вместе с поправками на дискримина­цию С¹⁴ и на темновую фиксацию углекислоты (-1%) - это со­ставит (+5 - 1+6) =10%. Последнюю величину (10%) Сте­ман-Нильсен вводит во все расчеты первичной продукции планктона. Но та­кая величина поправки годится только для условий, при ко­торых дыхание составляет 10% от фотосинтеза. Когда дыхание составляет 25% от фотосинтеза, поправка равна 20%, при 50% поправка будет 50% и т. д

Таким образом, в различных условиях поправка должна быть разной, так что любое

принятое постоянное зна­чение ее будет в значительной мере произвольным. В связи с этим

Джитс предложил отказаться от внесения поправ­ки, ограничиваясь точными указаниями, при каких условиях (сроки экспозиции, освещение и пр.) получены соответствую­щие данные.

Стеман-Нильсен отмечает, что при низких интенсивностях света поправка особенно велика. Поэтому он считает, что метод С¹⁴ не пригоден для измерений интенсивности фотосинтеза при очень малых интенсивностях света.