fotofysiologische

Fotofysiologie is het wetenschapsgebied dat de invloed van licht op fysiologische processen in levende organismen bestudeert. Het combineert biologie, chemie en biophysica om te begrijpen hoe lichtkwaliteit, -intensiteit, -duur en licht-donkercycli de cellulaire energiehuishouding, metabolisme en ontwikkeling sturen en hoe organismen daarop anticiperen en zich aanpassen.

Bij planten en algen ligt de nadruk op fotosynthese. De lichtreacties leveren energie via de lichtreceptoren in de chloroplasten, waardoor zuurstof en chemische energie (ATP en NADPH) ontstaan. Onder wisselende lichtomstandigheden passen planten hun fotosystemen, pigmentensamenstelling en thylakoïde membraanstructuur aan; bij overmatige straling kan fotoinhibitie optreden. Fotoprotectie wordt geregeld door niet-fotochemische afvoer (NPQ), de xanthofyllen en andere processen die overtollige energie dissiperen als warmte.

Chlorofylfluorescentie-metingen zijn een belangrijke, niet-invasieve methode in fotofysiologie. Met fluorometrie kunnen indices zoals Fv/Fm (maximale quantum yield van Photosystem II na donkeradaptatie) en Y(II) (effectieve quantum yield onder licht) worden bepaald. Deze metingen geven inzicht in de fotosynthetische efficiëntie en de aanwezigheid van fotoproblemen.

Ook bij dieren en mensen speelt licht een centrale rol. Licht reguleert circadiane ritmes, melatonineproductie en slaap, en is essentieel voor visuele waarneming via fotoreceptoren in het netvlies. Daarnaast beïnvloedt licht het gedrag en de ontwikkeling van verschillende fysiologische systemen.

Toepassingen van fotofysiologie zijn onder meer het optimaliseren van belichtingsregimes in de landbouw, ecologisch onderzoek naar lichtklimaat in habitats en klinische toepassingen zoals lichttherapie en diagnostiek van fotoprocessen.