Свет и его роль в жизни организмов

Свет - это первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле. Он участвует в процессе фотосинтеза, обеспечивая создание органических соединений из неорганических растениями Земли. В фотосинтезе используется лишь часть спектра в пределах от 380 до 760 нм, которую называют областью физиологически активной радиации (ФАР). Внутри нее для фотосинтеза наибольшее значение имеет красно-оранжевое излучение (600 - 700 нм) и фиолетово-голубое (400 - 500 нм), наименьшее - желто-зеленое (500 - 600 нм). Последнее отражается листвой растений, что и придает хлорофиллоносным растениям зеленую окраску.

Однако свет является не только энергетическим ресурсом, но и важнейшим экологическим фактором, существенно влияющим на биоту в целом и на адаптационные процессы в организмах.

За пределами оптической области спектра остаются инфракрасное и ультрафиолетовое излучения. УФ-излучение переносит значительное количество энергии и обладает фотохимическим действием. Живые организмы очень чувствительны к УФ-излучению. ИК-излучение несет гораздо меньшую энергию, легко поглощается водой; но некоторые сухопутные организмы используют его для поднятия температуры тела выше окружающей.

Большое значение для организмов имеет интенсивность освещения. По этому признаку растения делятся на светолюбивые (гелиофиты), тенелюбивые (сциофиты) и теневыносливые. Первые две группы обладают разными диапазонами толерантности в пределах возможных уровней освещенности. Яркий солнечный свет оптимален для луговых трав, хлебных злаков, сорняков и др., слабая освещенность - для растений таежных ельников, лесостепных дубрав, тропических лесов. Первые не выносят тени, вторые - яркого солнечного света. Теневыносливые растения имеют широкий диапазон толерантности к свету и могут развиваться как при высокой освещенности, так и в тени.

Свет имеет большое сигнальное значение, вызывая регуляторные адаптации организмов. Одним из самых надежных сигналов, регулирующих сезонную активность организма, является продолжительность светового дня - фотопериод. Длина светового дня на данной широте, в данное время года всегда одинакова, что позволяет животным и растениям определиться с моментом возрастания активности, т.е. временем начала цветения, созревания и т.п.

Кроме фотопериодизма имеют место и внешние суточные ритмы, обусловленные сменой дня и ночи. Суточная цикличность жизнедеятельности у животных и человека со временем становится врожденным свойством вида, т.е. превращается во внутренние (эндогенные) ритмы. Эти ритмы помогают организму чувствовать время, и эту способность называют биологическими часами.

Фотопериодизм, хотя и закреплен наследственно, проявляется лишь в сочетании с другими факторами, например, температурой: при одинаковой продолжительности светового дня растение зацветает позже в случае холодов. В субтропической и тропической зонах, где длина светового дня мало изменяется от сезона к сезону, на смену фотопериоду приходит чередование засушливых и дождливых сезонов, а в высокогорье главным сигнальным фактором становится температура.

Так же, как и на растениях, погодные условия отражаются на пойкилотермных животных, а гомойотермные на изменение погодных условий отвечают изменениями в своем поведении: изменяются сроки миграции, гнездования и т.д.

Развитие живой природы по сезонам года происходит в соответствии с биоклиматическим законом (законом Хопкинса), в соответствии с которым сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) зависят от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря. Чем севернее, восточнее и выше расположена местность, тем позже наступает весна и раньше осень.