Лекция № 13. Важнейшие абиотические факторы Свет

Экологическая роль солнечного света зависит от его количественных и качественных характеристик: интенсивности; длительности освещения (фотопериода); спектрального состава.

Разные местообитания характеризуются разным световым режимом, интенсивностью и качеством света. Они зависят от географического положения местности, ее рельефа, отражающей способности поверхностей — альбедо.

Растения разных экосистем приспособлены к определенной освещенности. Слишком высокие и слишком низкие значения освещенности для них неблагоприятны.

Действие на организмы разных участков солнечного спектра различно.

Для нормального развития организмам необходимы определенные дозы ультрафиолетовых (УФ) лучей. Многие животные специально вытаскивают своих детенышей из нор для «солнечных купаний».На Крайнем Севере из-за недостатка естественного солнечного света в полярную ночь применяют искусственное облучение населения УФ лучами в профилактических целях.

Для защиты от избыточного действия УФ лучей многие организмы вырабатывают защитные пигменты. Некоторую часть УФ лучей, недоступную глазу человека, могут видеть некоторые животные, например, пчелы.

Инфракрасные лучи имеют преимущественно тепловой эффект. Они нагревают поверхность Земли и, таким образом, определяют ареалы распространения организмов, их активность, скорость протекания их биохимических реакций.

Инфракрасное излучение способны улавливать некоторые теплокровные и холоднокровные животные. Представители отряда рукокрылых — вампиры, питающиеся кровью, находят самые теплые места на коже животных, под которыми лежат кровеносные сосуды.

3. Область видимого света имеет для организмов важнейшее значение, являясь: источником энергии для фотосинтеза; необходимым условием видения; организмы реагируют на изменение длины светового дня (фотопериода) и т.д.

Для многих животных режим освещенности играет роль регулятора активности. По активности в разные периоды суток различают дневных и ночных животных.

По отношению к свету различают следующие экологические группы растений:

- светолюбивые — гелиофиты (от греч. helios — Солнце), растения открытых пространств;

— тенелюбивые — сциофиты (от греч. skia — тень), живут под пологом леса, при вырубке леса, как правило, погибают;

— теневыносливые — предпочитают хорошее освещение, но переносят и незначительное затенение.

При большей освещенности растений с одной стороны у них наблюдается искривление стеблей в сторону источника света — фототропизм.

Фотопериод. Фотопериодизм.

Солнечный свет является для организмов фактором, действующим с определенной периодичностью.

Смена светлого и темного периодов суток — дня и ночи — связана с вращением Земли вокруг своей оси, а их продолжительность — с положением Земли относительно Солнца.

На широтах, близких к экватору, длина светового дня одинакова весь год, а в высоких северных и южных широтах летом имеется длинный световой день, а зимой — короткий. Период года, когда Солнце круглосуточно не заходит за горизонт, называют полярным днем, а когда не выходит из-за него — полярной ночью.

Длительность светового дня называют фотопериодом, а способность живых существ реагировать на его изменения — фотопериодизмом.

Изменение длины светового дня наступает при изменении положения Земли по отношению к Солнцу. Для организмов это изменение является предвестником наступления новых сезонов года.

Изменение фотопериода вызывает у животных гормональные перестройки, под влиянием которых они начинают готовиться к спячке, перелетам, размножению.

Так, поздним летом, когда еще стоит жаркая погода, но длина дня уже уменьшилась, организмы начинают готовиться к зиме, перелету, запасать корма и т. д.

Многие организмы для полного завершения жизненного цикла нуждаются в определенной продолжительности светового дня. У некоторых бабочек средней полосы полный цикл развития от яйца до взрослой формы происходит при световом дне не менее 15 ч. Если длина дня становится меньшей, развитие приостанавливается и продолжается только весной, когда она снова увеличится.

Многие лиственные деревья средней полосы при длине дня менее 10 ч сбрасывают листья. Если бы его продолжительность не менялась, некоторые из них, такие, например, как дуб, граб, акация, могли бы оставаться вечнозелеными. Однако необходимо отметить, что вечнозелеными деревья называют не потому, что они никогда не сбрасывают листья, а потому, что смена листьев идет постепенно.

В зависимости от необходимой длины светового дня все растения делят на три группы:

- короткодневные — завершают цветение и плодоношение при коротком дне – 8 - 12 ч;

- длиннодневные — с фотопериодом более12 ч;

- нейтральные к длине дня.

Многие растения чувствуют длительность светового дня с поразительной точностью — до получаса. К короткодневным относятся южные растения — георгины, хризантемы, кукуруза и др., к длиннодневным — растения средней полосы. В связи с тем, что на Севере короткие дни начинаются только ближе к осени, при возделывании в северных широтах южных растений, например кукурузы, у них не успевают созреть семена. А длиннодневный редис лучше сеять или ранней весной или во второй половине лета, так как при длинном дне он начинает цветение и не дает крупных корнеплодов.