§ 5. Святло ў жыцці арганізмаў. Фотаперыяд і фотаперыядызм
* Святло як абіятычны фактар асяроддзя
Адной з умоў існавання жыцця на Зямлі з’яўляецца сонечнае святло, якое трапляе з касмічнай прасторы.
Пры праходжанні сонечнай радыяцыі праз атмасферу каля 19 % паглынаецца воблакамі і вадзяной парай, 34 % адбіваецца назад у космас, 47 % дасягае зямной паверхні, з іх 24 % — прамая радыяцыя і 23 % — адбітыя прамяні. Расліны звязваюць у працэсе фотасінтэзу ў сярэднім 1 % сонечнай энергіі, якая трапляе на Зямлю.
У сонечным спектры вылучаюць тры асноўныя кампаненты: ультрафіялетавыя прамяні, бачнае святло і інфрачырвоныя прамяні. Іх характарыстыка прыведзена ў табліцы.
Табліца. Склад сонечнага святла, якое дасягае паверхні Зямлі
|
Састаўныя кампаненты |
Даўжыня хвалі, нм |
Утрыманне ў спектры, % |
|
Ультрафіялетавыя прамяні |
30—400 |
9 |
|
Бачнае святло |
400—700 |
46 |
|
Інфрачырвоныя прамяні |
больш за 700 |
45 |
Ультрафіялетавыя прамяні дзейнічаюць на арганізмы неадназначна ў залежнасці ад дозы. Залішняе апраменьванне ультрафіялетам можа прыносіць істотную шкоду здароўю. Усё жывое на Зямлі ахавана ад згубнага ўплыву ультрафіялетавых прамянёў азонавым слоем зямной атмасферы. Аднак, нягледзячы на ахоўны азонавы слой, на долю ультрафіялетавых прамянёў прыпадае каля 3 % сонечнага святла, якое дасягае паверхні Зямлі. Ультрафіялетавыя прамяні пашкоджваюць храмасомы, могуць выклікаць заўчаснае старэнне, стаць прычынай развіцця катаракты (памутнення крышталіка). Для людзей са светлай скурай ультрафіялетавыя прамяні з’яўляюцца асноўным фактарам, які прыводзіць да меланомы — самай небяспечнай формы рака скуры.
У той жа час у невялікіх дозах ультрафіялетавыя прамяні стымулююць сінтэз пігменту скуры меланіну і вітаміну D. З курса біялогіі 9-га класа вы ўжо ведаеце, што вітамін D уплывае на абмен кальцыю і фосфару ў арганізме. Гэта ў сваю чаргу ўплывае на рост і развіццё шкілета чалавека.
Вялікае значэнне вітамін D мае для патомства млекакормячых і птушак. Лісіцы і барсукі, якія выводзяць дзіцянят у норах, рэгулярна выносяць іх на сонца. «Сонечнае купанне» ўласціва шмат якім птушкам. Імкнецца пагрэцца на сонейку пасля зімоўкі і свойская жывёла. Вядома, што ўмеранае ультрафіялетавае апрамяненне маладняка сельскагаспадарчых жывёл станоўча адбіваецца на яго росце і развіцці.
Бачнае святло найбольш важнае для існавання жыцця на Зямлі. Уся разнастайнасць кліматычных умоў і тэмпературы верхніх пластоў марскіх і прэсных вод вызначаецца колькасцю паглынутай сонечнай энергіі. Розныя ўчасткі спектра бачнага святла дзейнічаюць на арганізмы па-рознаму. Чырвоныя прамяні аказваюць цеплавое дзеянне. Сінія і фіялетавыя прамяні змяняюць хуткасць і напрамак некаторых біяхімічных рэакцый. Асабліва вялікае значэнне бачнае святло мае ў жыцці раслін. Яны паглынаюць яго з дапамогай пігментаў і выкарыстоўваюць у працэсе фотасінтэзу.
Расліны здольныя змяняць становішча сваіх органаў у прасторы пад дзеяннем святла, гэта значыць выяўляць фотатрапізм. Фотатрапізм (ад грэч. phōtós — святло) — роставыя рухі органаў раслін пад уплывам аднабаковага асвятлення. Звычайна ў сцёблаў назіраецца дадатны (у напрамку да святла), а ў каранёў — адмоўны (ад святла) фотатрапізмы. Дадатны фотатрапізм можна назіраць на пасевах сланечніка ў час цвіцення. З усходу і да заходу суквецці сланечніка, як лакатары, паварочваюцца ўслед за сонцам.
Святло адыгрывае ролю асноўнага энергетычнага і сігнальнага фактару. Для пераважнай большасці арганізмаў бачнае святло з’яўляецца крыніцай цяпла. Дзённым жывёлам бачнае святло дазваляе арыентавацца ў асяроддзі. Некаторыя начныя віды (совы, філіны) могуць перамяшчацца нават пры слабай асветленасці.
Інфрачырвоныя прамяні з’яўляюцца крыніцай цеплавой энергіі, якая паглынаецца вадой клетак. На іх долю прыпадае 45 % сонечнага святла, якое дасягае Зямлі. Некаторыя наземныя жывёлы (яшчаркі, змеі) выкарыстоўваюць інфрачырвоныя прамяні для павышэння тэмпературы цела.