Світло як екологічний фактор

 

Одним з важливих екологічних факторів є світло. Він служить джерелом енергії для процесу фотосинтезу, забезпечує підтримку теплового балансу в організмі, водного обміну і є необхідною умовою для орієнтування в просторі. Основне джерело світла на Землі – Сонце. Сонячна радіація різниться інтенсивністю і якістю: ультрафіолетові промені, видимий спектр, інфрачервоні промені (рис. 191).

Дія різних ділянок сонячного спектру на організми. Різні ділянки сонячного спектра нерівнозначні за своїм біологічній дії. Короткохвильові ультрафіолетові промені (довжина хвиль менше 290 нм) згубні для всього живого і затримуються озоновим екраном – тонким шаром атмосфери, що містить молекули озону (03). Невелика кількість довгохвильових ультрафіолетових променів (довжина хвиль 290-380 нм) проникає крізь озоновий екран, досягаючи поверхні Землі, і надає сильну бактерицидну дію. Крім того, незначна частина довгохвильових ультрафіолетових променів використовується деякими тваринами організмами і людиною в обмінних процесах, зокрема для вироблення антірахітічного вітаміну D, що впливає на кальцієвий обмін.

Видима частина сонячного спектра (довжина хвиль 400-750 нм) поглинається фотосинтезуючими рослинами і ціанобактеріями, а також є умовою для орієнтування багатьох тварин у навколишньому середовищі – у пошуках їжі, партнерів та сприятливих місць проживання. В межах цієї частини сонячного спектра виділяють область фотосинтетично активної радіації – ФАР (довжина хвиль 380-710 нм), що поглинається хлорофілом і іншими пігментами і тому володіє фотосинтетичної активністю. З цієї причини видима частина сонячного спектра особливо важлива для фототрофних організмів – основних виробників первинного органічної речовини на планеті. Видиме світло необхідний для утворення хлорофілу і формування структури гран хлоропластів; він регулює роботу устьічного апарату в листках і стеблах, впливає на газообмін і транспірацію (випаровування води), активізує ряд ферментів, стимулює в рослинному організмі біосинтез білків і нуклеїнових кислот.

Інфрачервоні, або теплові, промені (довжина хвиль понад 750 нм) – основне джерело теплової енергії. Вони викликають нагрівання тіл організмів, підвищують у них рівень теплообміну і збільшують випаровування через покриви тіла води і поту. Інфрачервоні промені необхідні також і рослинам: вони створюють сприятливі умови для поглинання вуглекислого газу через продихи.

Класифікація організмів по їх відношенню до світла. Кількість світла, необхідне для різних організмів, неоднаково. Так, рослини стосовно світла поділяють на три екологічні групи (рис. 192).

1. Світлолюбні рослини, або геліофітів (від грец. Helios – сонце), – це рослини відкритих місць проживання з рясним сонячним освітленням. У них, як правило, є укорочені пагони, сильно розсічені листя, велике число продихів в епідермісі, добре розвинена механічна і запасающая тканини. До цієї групи належать степові і лугові рослини, наприклад волошка луговий, ковила, полин та ін.

2. Тіньовитривалі рослини, або факультативні геліофіти, – це рослини, які краще ростуть на світлі, але здатні витримувати і його недолік. У деревних рослин і чагарників з цієї групи листя по периферії крони мають структуру, подібну з листям світлолюбних рослин, їх називають світловими, а в глибині крони розвиваються тіньові листя з тіньовою структурою (рис. 193). До цієї групи відносять бузок звичайну, липу серцелиста, багато трави, наприклад суницю лісову.

3. Тіньолюбні рослини, або СЦІ-офіти (від грец. Skia – тінь), – це рослини нижніх ярусів тінистих лісів і глибоководних ділянок водойм. До групи тіньолюбних рослин належать мохи, плауни, кислиця звичайна, червоні і бурі водорості.

Для тварин світло не є таким необхідним фактором, як для рослин, оскільки всі вони гетеротрофи і існують завдяки енергії, накопиченої автотрофними організмами. Проте і в житті тварин світло відіграє важливу роль. По відношенню до світла тварин також поділяють на три екологічні групи: денні, сутінкові і нічні (рис. 194). Вони виявляють свою активність залежно від різного рівня освітленості. Для денних тварин світло є сигналом до активного пересування, пошуку їжі, партнерів, а для нічних тварин – сигналом до зниження активності і переходу до сну.

Для денних і почасти сутінкових тварин світло служить необхідною умовою зорової орієнтації в просторі. Повнота зорового сприйняття навколишнього середовища залежить від рівня еволюційного розвитку тієї або іншої тварини. Примітивні світлочутливі вічка з декількох клітин має, наприклад, ланцетник, а в одноклітинних тварин, наприклад у евглени зеленої, світлочутливий око являє собою ділянку цитоплазми з підвищеною чутливістю до світла. Більш складно влаштовані фасеточні очі у комах, камерні очі молюсків і хребетних тварин (рис. 195). Вони дозволяють сприймати форму і розміри предметів, їх колір, визначати відстань. Гранична чутливість високорозвиненого очі величезна. Звиклий до темряви людина здатна розрізнити світло, інтенсивність якого визначається енергією всього п’яти квантів. Дліннодневним рослинам (цибуля, морква, овес, пшениця, ячмінь, льон та ін.) Для цвітіння і плодоношення потрібно освітленість не менше 12 годин на добу (рис. 197). Короткодневним рослин (хризантеми, жоржини, кукурудза, бавовник, капуста та ін.) Для цього необхідний темний період не менше 12 годин на добу. Нейтральні рослини (чорнобривці, виноград, флокси, гречка, бузок та ін.) Фізіологічно помітно не реагують на зміну довжини дня і ночі.

Тварини також мають фотопериодизмом, що проявляється в чергуванні різних сезонних явищ: прильотом і відльотом птахів, гніздування, весняної та осінньої линьки, впадінні в сплячку і т. П.
Людина використовує фотопериодизм у своїй практичній діяльності. Наприклад, збільшення взимку за допомогою штучного освітлення світлового дня до 12-14 год дає можливість вирощувати в теплицях овочеві та декоративні рослини, продовжувати період несучості у курей, гусей, качок на птахофабриках, регулювати розмноження хутрових звірів на звірофермах, що забезпечує підвищення продуктивності виробництва.

Світло; екологічні групи рослин: світлолюбні, тіньолюбні, тіньовитривалі; екологічні групи тварин: денні, сутінкові, нічні; фотопериодизм; рослини: дліннодневние, короткодневние, нейтральні.

Посилання на основну публікацію