כמחצית הייצור הראשוני (הפוטוסינתטי) בעולם מתבצע באוקיינוסים. למרות זאת, באוניברסיטאות בארץ נלמד מעט מאוד על המנגנונים המעורבים בפוטוסינתזה הימית ועל התנאים הסביבתיים אשר מניעים תהליכים אלה. מטרת קורס זה היא לקדם ולהרחיב את ההבנה והידע על הפוטוסינתזה הימית דרך הרצאות, הדגמות, מעבדות, מדידות קצבי פוטוסינתזה בים ופרויקטים קבוצתיים. הקורס יעסוק במגוון אורגניזמים ימיים כולל אצות ים, עשבי ים, פיטופלנקטון וחסרי חוליות הנושאים סימביונטים פוטוסינתטיים כגון אלמוגים וספוגים. כמו כן, תיושמנה ותושווינה שיטות מדידה שונות הקשורות ליצרנות ראשונית ימית.
נושאים עיקריים:
-האור בסביבה המימית: חדירות האור במי ים; דעיכת האור – היבטים איכותיים וכמותיים.
-מחזור הפחמן ומקורות פחמן אנאורגני במי הים.
-מאפייניהם של אורגניזמים פוטוסינתטיים ימיים: ציאנובקטריה, אצות (מאקרו ומיקרו אצות כולל זואוקסנטלות פוטוסימביונטיות) ועשבי-ים.
-תהליכי לכידת אור ספציפיים לסביבות מימיות: אדפטציות לעוצמות אור שונות, אדפטציה להשתנות אורכי הגל עם העומק.
-ניצול פוטוסינתטי של מקורות הפחמן האנאורגני בסביבה הימית: ניצול- HCO3 מנגנוני ריכוז CO2.
-בתי גידול שונים והשפעתם על היצרנים הראשונים: מים פתוחים (עבור פיטופלנקטון), חברות בנתיות (עבור מאקרו-אצות, עשבי ים ופוטוסימביונטים), אזור הגיאות והשפל ומנגרובים.
-אדפטציות פוטוסינתטיות לבתי גידול ולתנאי עקה שונים: האבולוציה של הפוטוסינתזה, הסתגלות פוטוסינטתית של צמחים עילאיים לסביבה הימית, והאדפטציה לגאות ולשפל.
הדגש יינתן בפרוייקטים בהם הסטודנטים ימדדו קצבי פוטוסינתזה במגוון יצורים ימיים הן במעבדה והן בים. פרוייקטים אלה כוללים:
*מדידות פוטוסינתזה ימית כ:
1) היווצרות O2 (שימוש בתאים מטבוליים ובאלקטרודות חמצן עבור בנתוס)
2) ניצול CO2 כולל שימוש ב:
א. 14CO2 קיבוע פחמן רדיואקטיבי ע"י פיטופלנקטון
ב. 12CO2 (שימוש באנליזה של גז אינפרא אדום או ספקטרומטרית מסות, עבור מאקרופיטים)
ג. חילוף איזוטופים יציבים של גזים (ספקטרומטרית מסות, עבור כל הצמחים)
ד. יעילות קוונטית וקצב העברת אלקטרונים (בעזרת פלואורומטרים, כולל מדידות שדה תוך שימוש ב- Diving PAM, עבור בנתוס).