2. Излучение: свет - как экологический фактор

Свет является одним из важнейших абиотических факторов,особенно для фотосинтезирующих зеленых растений. Солнце излучает вкосмическое пространство громадное количество энергии.

Свет для организмов служит, с одной стороны, первичнымисточником энергии, без которого невозможна жизнь, а с другой стороны,прямое воздействие света на протоплазму смертельно для организма.

Эволюция биосферы была направлена главным образом на"укрощение" поступающего солнечного излучения, использование егополезных составляющих и ослабление вредных или на защиту от них.Следовательно, свет - это не только жизненно важный, но илимитирующий фактор, как на минимальном, так и максимальномуровнях.

Среди солнечной энергии, проникающей в атмосферу Земли, навидимый свет приходится около 50 % энергии, остальные 50 % составляюттепловые инфракрасные лучи и около 1 % - ультрафиолетовые лучи.

Видимые лучи ("солнечный свет") состоят из лучей разной окраски иимеют разную длину волн.

В жизни организмов важны не только видимые лучи, но и другиевиды лучистой энергии, достигающие земной поверхности:ультрафиолетовые, инфракрасные, электромагнитные (особеннорадиоволны) и некоторые другие излучения. Так, ультрафиолетовые лучи сдлиной 0,25 - 0,30 мкм способствуют образованию витамина Д в животныхорганизмах, при длине волны 0,326 мкм в коже человека образуетсязащитный пигмент, а лучи с длиной волны 0,38 - 0,40 мкм обладаютбольшей фотосинтетической активностью. Эти лучи в умеренных дозахстимулируют рост и размножение клеток, способствуют синтезувысокоактивных биологических соединений, повышая в растенияхсодержание витаминов, антибиотиков, увеличивают устойчивость кболезням.

Инфракрасное излучение воспринимается всеми организмами,например, воздействуя на тепловые центры нервной системы животныхорганизмов, осуществляет тем самым у них регуляцию окислительныхпроцессов и двигательные реакции, как в сторону предпочитаемыхтемператур, так и в направлении от них.

Важнейшие процессы, протекающие у растенийи животных с участием света

Особое значение в жизни всех организмов имеет видимый свет. Сучастием света у растений и животных протекают важнейшие процессы:фотосинтез, транспирация, фотопериодизм, движение, зрение у животных,прочие процессы (табл. 1).

На свету происходит образование хлорофилла и осуществляетсяважнейший в биосфере процесс фотосинтеза. Фотосинтезирующаядеятельность зеленых растений обеспечивает планету органическимвеществом и аккумулированной в нем солнечной энергией - источникомвозникновения и фактором развития жизни на Земле.

Среди всех лучей солнечною света обычно выделяются лучи,которые так или иначе оказывают влияние на растительные организмы,особенно на процесс фотосинтеза, ускоряя или замедляя его протекание.Эти лучи принято называть физиологически активной радиацией(сокращенно ФАР). Наиболее активными среди ФАР являются оранжево-красные (0,65 - 0,68 мкм), сине-фиолетовые (0,40 - 0,50 мкм) и близкиеультрафиолетовые (0,38 - 0,40 мкм). Меньше поглощаются желто-зеленые(0,50 - 0,58 мкм) лучи и практически не поглощаются инфракрасные.

Лучи разной окраски различаются животными. Например, бабочкипри посещении цветков растений предпочитают красные или желтые,двукрылые насекомые выбирают белые и голубые. Пчелы проявляютповышенную активность к желто-зеленым, сине-фиолетовым ифиолетовым лучам, не реагируют на красный, воспринимая его кактемноту. Гремучие змеи видят инфракрасную часть спектра. Для человекаобласть видимых лучей - от фиолетового до темно-красного.

По отношению к свету различают следующие экологические группырастений: световые (светолюбы), теневые (тенелюбы) и теневыносливые.

Световые виды обитают на открытых местах с хорошейосвещенностью, в лесной зоне встречаются редко. Обычно они образуютразреженный и невысокий растительный покров, чтобы не затенять другдруга. Свет оказывает влияние на рост растений.

Теневые растения не выносят сильного освещения, живут впостоянной тени под пологом леса. Это главным образом лесные травы.При резком освещении они проявляют явные признаки угнетения и частопогибают,

Теневыносливые растения живут при хорошем освещении, но легкопереносят незначительное затенение. Это большинство растений лесов.

Интенсивность освещения влияет на активность животных,определяя среди них виды, ведущие сумеречный, ночной и дневной образжизни. Ориентация на свет осуществляется в результате "фототаксисов".Так. в сумерки летают бабочки бражника, охотится еж. Майские хрущиначинают летать только в 21-22 часа и заканчивают лет после полуночи,комары же активны с вечера до утра. Ночной образ жизни ведет куница.Бесшумно, обследуя одно дерево за другим, отыскивает она гнезда белок инападает на спящих зверьков.

Освещение вызывает у растений ростовые движения, которыепроявляются в том, что из-за неравномерного роста стебля или корняпроисходит их искривление. Это явление носит название фототропизма.

Движение земли вокруг Солнца вызывает закономерные изменениядлины для и ночи по сезонам года. Сезонная ритмичность вжизнедеятельности организмов определяется в первую очередьсокращением световой части суток осенью и увеличением весной. Вдействиях организмов выработались особые механизмы реагирующие на

продолжительность дня. Так, опрепеленные птицы и млекопитающиепоселяются в высоких широтах с длинным, полярным днем. Осенью, присокращении дня, они мигрируют на юг. Летом в тундре скапливаетсябольшое количество животных, и, несмотря на общую суровость климата,они при обилии света успевают закончить размножение. Однако в тундрупрактически не проникают ночные хищники. За короткую летнюю ночьони не могут прокормить ни себя, ни потомство.

Уменьшение светового дня в конце лета ведет к прекращению роста,стимулирует отложение запасных питательных веществ организмов,вызывает у животных осенью линьку, определяет сроки группирования встаи, миграции, переход в состояние покоя и спячки. Увеличение длинысветового дня стимулирует половую функцию у птиц, млекопитающих,определяет сроки цветения растений (ольха, мать-и-мачеха и др.).