Микитюк О.М., Грицайчук В.В., Злотін О.З., Маркіна Т.Ю.
Основи екології

Вплив видимого випромінювання на організми. Інфрачервоні промені та їх вплив на живі істоти. Екологічні групи рослин за відношенням до світла

1.6.2. Вплив видимого випромінювання на організми

Видиме світло, або ФАР (фотосинтетична активна радіація) — це частина спектру сонячного випромінювання в діапазоні від 380 до 700 нм.
Довжина та інтенсивність світла, фотоперіодизм значно впливають на всі живі істоти. Так, у межах цього спектру відбувається велике планетарне явище — фотосинтез.
Різні види рослин по-різному реагують на інтенсивність освітлення. Але для багатьох рослин із збільшенням інтенсивності освітлення інтенсивність фотосинтезу падає (рис. 3).

Рис. 3. Вплив інтенсивності освітлення на інтенсивність фотосинтезу (за Р.Дажо, 1975) 1 — фотосинтез у ціаней; 2 — фотосинтез у дуба звичайного; 3 — фотосинтез у сосни ладанної (доступно тільки при скачуванні підручника)

Інтенсивне освітлення руйнує хлоропласти. У рослин С4-шляху фотосинтезу світлове насичення досягається за більш високих значень інтенсивності освітлення.
Видиме світло впливає на ріст, розвиток і розмноження тварин і рослин, на утворення хлорофілу, газообмін, транспірацію, фотоперіодизм у рослин і тварин. Для тварин видиме світло має інформаційне значення.
Пригадаємо, що фотосинтез відбувається не у всіх спектрах ФАР, а тільки в червоній і синьо-фіолетовій частинах. У наземних екосистемах якісні характеристики сонячного світла не дуже змінюються, і це не значно впливає на фотосинтез. Але коли світло проходить через воду, то червона й синя частини спектру одфільтровуються, й залишається зелене світло, яке слабо поглинається хлорофілом. Проте червоні водорості, що живуть у морях, мають доповнюючі пігменти (фікобілини), які дозволяють їм використовувати цю енергію й жити на більшій глибині, ніж зелені водорості.
Фотоперіодизм — це реакція організмів на зміну довжини світлового дня. Він впливає на ріст і цвітіння багатьох рослин, накопичення жиру, міграції й розмноження та на інші процеси.
Фотоперіодизм пов'язаний з широко відомим механізмом біологічного годинника і є універсальним механізмом регулювання функцій за часом.
Представники тваринного світу проявляють чітку залежність від добового циклу. Є тварини денної активності, у яких 75% активності припадає на денні години (багато ссавців, бджоли, денні метелики). До тварин з нічною активністю відносять гризунів, земноводних, деяких лускокрилих, сов та інших. Тварини з цілодобовою активністю — це осетрові, лосось, личинки лускокрилих.
Видиме світло впливає на розмноження організмів. Так, тонконіг потребує світла ще до початку проростання. Насіння його повинно лежати на поверхні грунту. Насіння моркви, ялини може проростати без впливу світлових імпульсів.
У птахів відмічено вплив довжини світлового дня на розвиток статевих залоз.
Світло може впливати на поведінку тварин. Наприклад, фототаксис — орієнтація тварин відносно світла. Поліпи мають позитивний фототаксис. Від'ємний фототаксис у планарії, у дощового черв'яка. Довжина дня обумовлює діапаузу комах.

1.6.3. Інфрачервоні промені та їх вплив на живі істоти

Ці промені мають довжину більше ніж 750 нм. На їх долю припадає 45% променевої енергії Сонця. Оком людини вони не сприймаються. До певного часу вважали, що вони не мають біологічної активності. Інфрачервоні промені поділяються на ближні та дальні. Ближні інфрачервоні промені відбиваються й несуть основну частину сонячної енергії. Дальні — сильно поглинаються водою і листям.
Сьогодні відомо, що додання цих променів збільшує фотосинтез, що вони впливають на фотоперіодичні явища в рослин. Тварини використовують інфрачервоні промені головним чином як джерело теплової енергії.
Що стосується радіохвиль, то невідомо, чи мають вони якесь екологічне значення. Відмічено їх використання перелітними птахами.

1.6.4. Екологічні групи рослин за відношенням до світла

За відношенням до світла рослини поділяються на світлолюбиві (геліофіти) — рослини відкритих місць існування, які постійно й добре освітлюються, та тіньолюби (сціофіти) — рослини нижніх ярусів лісів, глибоководні рослини, лісові трави. Вони зростають у місцях, де світла мало, погано переносять освітлення прямими сонячними променями. Є ще одна група рослин за відношенням до світла — це тіньовитривалі, тобто факультативні геліофіти. Вони можуть зростати як на світу, так і виносити затінення.
Існують різні шляхи пристосування рослин до освітлення: морфологічні, анатомічні, біохімічні й фізіологічні. Розглянемо їх.

Геліофіти. Світло гальмує ріст. Пагони мають укорочені міжвузля. Листя геліофітів має розсічену пластинку, восковий наліт, густе опушення, велику кількість продихів, густу сітку жилок. Листя фотометричне. Добре розвинута палісадна хлорофілоносна паренхіма. Висока фотосинтетична активність. Багато хлорофілу П 700. Відношення хлорофілу «a» до хлорофілу «b» приблизно 5:1, підвищена концентрація клітинного соку, велика всисна сила.

Сціофіти — постійно перебувають в умовах сильного затінення (мохи, плауни, грушанки, веснівка дволиста, кисличник двостовбчатий та інші). Пагони витягнуті, листя темно-зелене, нерідко добре виражена листова мозаїка. Добре розвинута губчаста паренхіма. Клітини епідермісу великі, але оболонки в них тонкі. Палісадна паренхіма одношарова. Продихів мало, площа жилок менша, ніж у геліофітів. Концентрація клітинного соку менша. Всисна сила менша (порівняно з геліофітами). Інтенсивність фотосинтезу швидко досягає максимуму і при дуже сильному світлі починає падати. Відношення хлорофілу «а» до хлорофілу «b» приблизно 3:2.

Тіньовитривалі (дуб звичайний, липа серцелиста, лісові трави, чагарники, деякі лугові рослини та інші). Листя в цієї групи рослин по периферії крони має структуру, як у геліофітів, а в середині — як у сціофітів.

Відношення до світла в рослин може змінюватись посезонно. Так, листя яглиці, що зростає в дубраві, навесні має світлову структуру, а влітку — тіньову. Змінюється відношення до світла і в онтогенезі. Так, проростки та ювенільні рослини багатьох деревинних порід більш тіньовитривалі, ніж дорослі форми. Деякі рослини, якщо їх перенести в інші кліматичні або едафічні умови, змінюють своє відношення до освітлення. Так, чорниця в тундрі стає геліофітом.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом