Вопрос 11. Свет как экологический фактор

Всем живым организмам для жизнедеятельности необходима энергия, поступающая извне. Ее основной источник – солнечная радиация, на которую приходится 99,9% в общем балансе энергии Земли. 19% энергии поглощается при прохождении через атмосферу, 34% отражается обратно, 47% достигает поверхности в виде прямой и рассеянной (отраженные лучи). До Земли доходят только длинноволновые лучи. Большие дозы их вредны для организмов, небольшие необходимы (выработка Д3).

Видимые лучи с длиной волны от 0,4-0,75 мкм имеют большое значение для организмов. Зеленым растениям свет нужен для образования хлорофилла, влияет на рост и развитие растений, определяет сроки цветения и плодоношения. На суше для фотоавтотрофных растений условия освещения практически везде благоприятны, поэтому они растут повсюду, где позволяет почва и климат.

Для большинства растений и животных видимый свет является одним из важных факторов среды, хотя есть и такие, для которых свет не является обязательным условием существования (почвенные, пещерные и глубоководные виды). Инфракрасные лучи с длиной волны более 0,75 мкм глаз человека не воспринимает, но они являются источником тепловой энергии. Эти лучи поглощаются тканями животных и растений, вследствие чего ткани нагреваются. Многие хладнокровные (пойкилотермные)  животные (ящерицы, змеи, насекомые) используют солнечный свет для повышения температуры тела.

Световые условия, связанные с вращением Земли, имеют отчетливую суточную и сезонную периодичность. Почти все физиологические процессы у растений и животных имеют суточный ритм с максимумом и минимумом в определенные часы: например, в определенные часы суток цветок у растений открывается и закрывается, а у животных возникли приспособления к ночной и дневной жизни. Длина дня имеет огромное значение в жизни растений и животных.

Световой режим определяется интенсивностью прямого и рассеянного света, количеством света, спектральным составом, отражательной способностью поверхности. на которую падает свет.

Адаптации растений к световому режиму:

1) светолюбивые (гелиофиты) – растения открытых, хорошо освещаемых мест.

2) тенелюбивые (сциофиты) – растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер, глубоководные растения. Плохо переносят освещение прямыми солнечными лучами.

3) теневыносливые (факультативные гелиофиты) – могут переносить большее или меньшее затенение, хорошо растут на свету. Легче других растений перестраиваются под меняющееся освещение.

Гелиофиты – укороченные междоузлия побегов, сильно ветвятся, розеточные, листья мелкие, толстые, с рассеченной листовой пластинкой, толстая наружная стенка клеток эпидермиса, с восковым налетом или опушением, с густой сетью жилок, имеют ткани, запасающие воду. Листья фотометричные (повернуты к полуденным лучам).

Сциофиты – растения, находящиеся в условиях затенения. Листья располагаются горизонтально, темно-зеленые, крупные и тонкие, клетки эпидермиса крупнее с тонкими наружными стенками, содержат крупные хлоропласты, маленькая площадь жилок.

Факультативные гелиофиты – имеют особенности гелиофитов и сциофитов (луговые растения, лесные травы и кустарники.

Для животных свет – необходимое условие видения, ориентации в пространстве. Полнота зрительного восприятия зависит от эволюционного развития. Некоторые животные (гремучие змеи) видят инфракрасную часть спектра. Жизнь в сумерках приводит к гипертофии глаз (лемуры, совы). Животные ориентируются с помощью зрения во время перелетов и миграций.

Изменение длины дня животные воспринимают с помощью органов зрения. Растения - с помощью специальных пигментов, расположенных в листьях растений.