Введення, світло як екологічний фактор

На Землі існує величезна різноманітність умов середовищ життя, що забезпечує різноманітність екологічних ніш і їх «заселення». Однак, не дивлячись це різноманітність, розрізняють чотири якісно різні середовища життя, що володіють специфічним набором екологічних факторів, а отже - вимагають і специфічного набору адаптацій. Ось ці середовища життя: наземно-повітряна (суша); вода; грунт; інші організми.

Кожен вид адаптований до специфічного для нього комплексу умов середовища - екологічної ніші.

Кожен вид пристосований до своєї специфічної середовищі, до певної їжі, хижакам, температурі, солоності води і інших елементів зовнішнього світу, без яких він не може існувати.

Для існування організмів потрібно комплекс факторів. Потреба організму в них різна, але кожен певною мірою лімітує його існування.

Відсутність (недолік) деяких екологічних факторів може бути компенсовано іншими близькими (аналогічним) факторами. Організми не є «рабами» умов середовища - вони певною мірою самі і пристосовуються, і змінюють умови середовища так, щоб послабити недолік тих чи інших факторів.

Відсутність в середовищі фізіологічно необхідних чинників (світла, води, вуглекислого газу, поживних речовин) не може бути компенсовано (замінено) іншими.

Світло, є одна з форм енергії. За першим законом термодинаміки, або законом збереження енергії, енергія може переходити з однієї форми в іншу. За цим законом, організми є термодинамічною системою постійно обмінюється з навколишнім середовищем енергією і речовиною. Організми, на поверхні Землі піддаються впливу потоку енергії, в основному сонячної енергій, а також і длінноволного теплового випромінювання космічних тіл. Обидва ці фактори визначають кліматичні умови середовища (температура, швидкість випаровування води, рух повітря і води). На біосферу з космосу падає сонячне світло з енергією 2 кал. на 1см 2 в 1 хв. Ця так звана сонячна постійна. Це світло, проходячи через атмосферу, послаблюється і до поверхні Землі в ясний полудень може дійти не більше 67% його енергії, тобто 1,34 кал. на см 2 в 1 хв. Проходячи через хмарний покрив, воду і рослинність, сонячне світло ще більше послаблюється, і в ньому значно змінюється розподіл енергії по різних дільницях спектра.

Ступінь ослаблення сонячного світла і космічного випромінювання залежить від довжини хвилі (частоти) світла. Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі менше 0,3 мкм майже не проходить через озоновий шар (на висоті близько 25 км). Таке випромінювання небезпечно для живого організму зокрема для протоплазми.

У живій природі світло єдине джерело енергії, всі рослини, крім бактерій # 63; фотосинтезируют, тобто синтезують органічні речовини з неорганічних речовин (тобто з води, мінеральних солей і СО2 - за допомогою променевої енергії в процесі асиміляції). Всі організми залежать в харчуванні від земних фотосинтезирующих тобто хлорофілоносних рослин.

Світло як екологічний фактор ділиться на ультрафіолетовий з довжиною хвилі - 0,40 - 0,75 мкм і інфрачервоний з довжиною хвилі більше цих велич.

Дія цих факторів залежить від властивості організмів. Кожен вид організму адаптований до того чи іншого спектру довжиною хвилі світла. Одні види організмів адаптувалися до ультрафіолетових, а інші до інфрачервоним.

Деякі організми здатні розрізнити довжину хвилі. Вони володіють спеціальними световоспрінімающая системами і мають кольоровий зір, які мають величезне значення в їх життєдіяльності. Багато комахи чутливі до короткохвильового випромінювання, яке людина не сприймає. Нічні метелики добре сприймають ультрафіолетові промені. Бджоли і птиці точно визначають своє місцезнаходження і орієнтуються на місцевості навіть вночі.

Організми сильно реагують і на інтенсивність світла. За цими ознаками рослини діляться на три екологічні групи:

1. Світлолюбні, солнцелюбівие або геліофітів - які здатні нормально розвиватися тільки під сонячними променями.

2. Тіньолюбні, або сциофіти - це рослини нижніх ярусів лісів і глибоководні рослини, наприклад, конвалії та інші.

При зниженні інтенсивності світла сповільнюється і фотосинтез. У всіх живих організмів існують порогові чутливості інтенсивності світла, а також до інших екологічних факторів. У різних організмів порогова чутливість до екологічних факторів неоднакова. Наприклад, інтенсивне світло гальмує розвиток мух дрозофіл, навіть призводить до їх загибелі. Не люблять світло і таргани та інші комахи. У більшості фотосинтетических рослин при слабкій інтенсивності світла йде гальмування синтезу білків, а у тварин гальмуються процеси біосинтезу.

3. Тіньовитривалі або факультативні геліофітів. Рослини які добре ростуть і в тіні і на світлі. У тварин ці властивості організмів називаються світлолюбні (фотофіли), тіньолюбиві (фотофобія), евріфобние - стенофобние.