Свет и его роль в жизни организмов

Свет и его роль в жизни организмов

Свет и его роль в жизни организмов

Свет ¾ это первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле. Он участвует в фотосинтезе, обеспечивая создание органических соединений из неорганических растительностью Земли, и в этом его важнейшая энергетическая функция.

Но в фотосинтезе участвует лишь часть спектра в пределах от 380 до 760 нм, которую называют областью физиологически активной радиации (ФАР). Внутри нее для фотосинтеза наибольшее значение имеют красно-оранжевые лучи (600-700 нм) и фиолетово-голубые (400-500 нм), наименьшее ¾ желто-зеленые (500-600 нм).

Последние отражаются, что и придает хлорофилоносным растениям зеленую окраску.

Однако свет не только энергетический ресурс, но это и важнейший экологический фактор, весьма существенно влияющий на биоту в целом и на адаптационные процессы и явления в организмах.

За пределами видимого спектра и ФАР остаются инфракрасная (ИК) и ультрафиолетовая (УФ) области.

УФ-излучение несет много энергии и обладает фотохимическим воздействием ¾ организмы к нему очень чувствительны.

ИК-излучение обладает значительно меньшей энергией, легко поглощается водой, но некоторые сухопутные организмы используют его для поднятия температуры тела выше окружающей.

Важное значение для организмов имеет интенсивность освещения. Растения по отношению к освещенности подразделяются на светолюбивые (гелиофиты), тенелюбивые (суциофиты) и теневыносливые.

Первые две группы обладают разными диапазонами толерантности в пределах экологического спектра освещенности. Яркий солнечный свет ¾ оптимум гелиофитов (луговые травы, хлебные злаки, сорняки и др.), слабая освещенность ¾ оптимум тенелюбивых (растения таежных ельников, лесостепных дубрав, тропических лесов). Первые не выносят тени, вторые ¾ яркого солнечного света.

Теневыносливые растения имеют широкий диапазон толерантности к свету и могут развиваться как при яркой освещенности, так и в тени.

Свет имеет большое сигнальное значение и вызывает регуляторные адаптации организмов. Одним из самых надежных сигналов, регулирующих активность организмов во времени, является длина дня ¾ фотопериод.

Фотопериодизм как явление ¾ это реакция организма на сезонные изменения длины дня.

Длина дня в данном месте, в данное время года всегда одинакова, что позволяет растению и животному определиться на данной широте со временем года, т. е. временем начала цветения, созревания и т. п.

Иными словами, фотопериод ¾ это некое «реле времени», или «пусковой механизм», включающий последовательность физиологических процессов в живом организме.

Фотопериодизм нельзя отождествлять с обычными внешними суточными ритмами, обусловленными просто сменой дня и ночи. Однако суточная цикличность жизнедеятельности у животных и человека переходит во врожденные свойства вида, т. е.

становится внутренними (эндогенными) ритмами.

Но, в отличие от изначально внутренних ритмов, их продолжительность может отличаться от точной цифры ¾ 24 часа ¾ на 15-20 минут и поэтому их называют циркадными (в переводе ¾ близкие к суткам).

Эти ритмы помогают организму чувствовать время и эту способность называют «биологическими часами». Они помогают птицам при перелетах ориентироваться по солнцу и вообще ориентируют организмы в более сложных ритмах природы.

Фотопериодизм, хотя и наследственно закреплен, проявляется лишь в сочетании с другими факторами, например, температурой: если в день Х холодно, то растение зацветает позже, или в случае с вызреванием ¾ если холод наступает раньше дня Х, то, скажем, картофель дает низкий урожай и т. п. В субтропической и тропической зоне, где длина дня по сезонам года меняется мало, фотопериод не может служить важным экологическим фактором ¾ на смену ему приходит чередование засушливых и дождливых сезонов, а в высокогорье главным сигнальным фактором становится температура.

Так же, как на растениях, погодные условия отражаются на пойкилотермных животных, а гомойотермные отвечают на это изменениями в своем поведении: изменяются сроки гнездования, миграции и др.

Человек научился использовать описанные выше явления. Длину светового дня можно изменять искусственно, тем самым изменяя сроки цветения и плодоношения растений (выращивание рассады еще в зимний период и даже плодов в теплицах), увеличивая яйценоскость кур и др.

Развитие живой природы по сезонам года происходит в соответствии с биоклиматическим законом, который носит имя Хопкинса: сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) зависят от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря.

Значит, чем севернее, восточнее и выше местность, тем позже наступает весна и раньше осень.

Для Европы на каждом градусе широты сроки сезонных событий наступают через три дня, в Северной Америке ¾ в среднем через четыре дня на каждый градус широты, на пять градусов долготы и на 120 м высоты над уровнем моря.

Знание фенодат имеет большое значение для планирования различных сельхозработ и других хозяйственных мероприятий.

Вода в жизни организмов

Вода физиологически необходима любой протоплазме и с экологической точки зрения является лимитирующим фактором как в наземных, так и в водных местообитаниях, если там ее количество подвержено резким изменениям (приливы, отливы) или происходит ее потеря организмом в сильно соленой воде осмотическим путем.

В наземно-воздушной среде этот абиотический фактор характеризуется величиной количества осадков, влажности, иссушающими свойствами воздуха и доступным для растения запасом воды.

Количество атмосферных осадков обусловлено физико-географическими условиями и неравномерно распределено на земном шаре (рис. 2.2). Но для организмов важнейшим лимитирующим фактором является распределение осадков по сезонам года.

В умеренных широтах даже при достаточном количестве годовых осадков их неравномерное распределение может привести к гибели растений от засухи или, наоборот, от переувлажнения.

В тропической зоне организмам приходится переживать влажные и сухие сезоны, регулирующие их сезонную активность при постоянной почти круглый год температуре.

Рис. 2.2. распределение годичного количества осадков по земному шару:

Адаптированные к условиям пустыни растения содержат ингибитор прорастания, который вымывается лишь при определенном количестве осадков, достаточном для вегетации (например, 10 мм), и тогда только прорастает. Начинается кратковременное «цветение пустыни» (обычно весной).

Влажность воздушной среды измеряется обычно в показателях относительной влажности, т. е. в виде процента реального давления водяного пара от давления насыщенного пара при той же температуре. Отсюда способность влажности изменять эффекты температуры: понижение влажности ниже некоторого предела при данной температуре ведет к иссушающему действию воздуха.

Иссушающее действие воздуха имеет для растений наиболее важное экологическое значение. Подавляющее большинство растений всасывает воду корневой системой из почвы. Иссушение почвы затрудняет всасывание.

Адаптация растений к этим условиям ¾ увеличение всасывающей силы и активной поверхности корней. Величина этой силы у корней умеренной зоны от 2 до 4.106 Па, а у растений сухих областей ¾ до 6.106 Па.

Как только выбрана доступная вода в данном объеме, корни растут далее вглубь и в стороны и корневая система может достигнуть, например, у злаков длины 13 км на 1000 см3 почвы (без корневых волосков) (рис. 2.3).

Вода расходуется на фотосинтез, всего около 0,5%, всасывается клетками, а 97-99% ее уходит на транспирацию ¾ испарение через листья. При достатке воды и питательных веществ рост растений пропорционален транспирации, а ее эффективность будет наивысшей.

Эффективность транспирации ¾ это отношение прироста вещества (чистой продукции) к количеству транспирированной воды. Измеряется в граммах сухого вещества на 1000 см3 воды. Для большинства растений она равна двум, т. е. на получение каждого грамма живого вещества тратится 500 г воды, даже для большинства засухоустойчивых.

Основная форма адаптации ¾ не снижение транспирации, а прекращение роста в период засухи.

В нижних ярусах тропических дождевых лесов, где 100%-ная относительная влажность, есть растения с приспособлениями для потери воды, а в пустынях у некоторых растений водный баланс не нарушается даже в период непродолжительной засухи и т. д.

В зависимости от способов адаптации растений к влажности выделяют несколько экологических групп, например: гигрофиты ¾ наземные растения, живущие в очень влажных почвах и в условиях повышенной влажности (рис, папирус); мезофиты ¾ переносят незначительную засуху (древесные растения различных климатических зон, травянистые растения дубрав, большинство культурных растений и др.); ксерофиты ¾ растения сухих степей и пустынь, способные накапливать влагу в мясистых листьях и стеблях ¾ суккуленты (алоэ, кактусы и др.), а также обладающие большой всасывающей силой корней и способные снижать транспирацию с узкими мелкими листьями ¾ склерофиты.

Рис. 2.3. Корневые системы растений в разных условиях водоснабжения
(по М. С. Шалыту, 1950, и Б. А. Тихомирову, 1963):

а ¾ Festuca sulcata; б ¾ Euphorbia gerardiana (на черноземах Аскания-Нова);
в
¾ Eriophorum scheuchzeri; г ¾ Hierochloe alpina (из тундры Таймыра)

Среди суккулентов наблюдается явление конвергенции ¾ растения, относящиеся к разным видам, имеют практически одинаковую форму: африканский молочай и кактус имеют шарообразную форму (рис. 2.4), обеспечивающую наименьшую поверхность испарения.

Рис. 2.4. Конвергенция растений:

а ¾ молочай пухлый; б ¾ астрофитум козлорогий

Доступный запас воды, т. е. такой воды, которую способна поглощать корневая система растений, зависит прежде всего от количества осадков в данном районе и водопроницаемости поверхностных отложений. Даже при большом количестве осадков высокая проницаемость песчаных и песчано-гравийных отложений приведет к быстрой фильтрации воды в глубину, осушая почву.

В случае если естественный источник не обеспечивает достаточный запас доступной влаги, прибегают к искусственным способам его пополнения ¾ орошению с помощью устройства ирригационных систем.

У животных по отношению к воде также выделяют свои экологические группы:гигрофилы (влаголюбивые) и ксерофилы (сухолюбивые), а также промежуточную группу ¾ мезофилов. Способы регуляции водного баланса у них поведенческие, морфологические и физиологические.

К поведенческим способам относятся перемещение в более влажные места, периодическое посещение водопоя, переход к ночному образу жизни и др.

К морфологическим адаптациям ¾ приспособления, задерживающие воду в теле: раковины наземных улиток, роговые покровы у рептилий и др.

Физиологические приспособления направлены на образование метаболической воды, являющейся результатом обмена веществ и позволяющей обходиться без питьевой воды.

Она широко используется насекомыми и часто такими животными, как верблюд, овца, собака, которые могут выдержать потерю воды, соответственно, 27, 23 и 17%. Человек погибает уже при 10% потере воды. Пойкилотермные животные более выносливы, так как им не приходится использовать воду на охлаждение, как теплокровным.



Источник: https://infopedia.su/10x6fc6.html

Свет в жизни организмов

Свет и его роль в жизни организмов

Одним из условий существования жизни на Земле является солнечный свет, поступающий из космического пространства. Вам уже известно, что свет имеет волновую природу. В зависимости от длины волны в солнечном спектре выделяют три составных компонента. Их характеристика представлена в таблице:

Состав солнечного светаСоставные компонентыДлина волны, нм в спектре, %
Ультрафиолетовые лучи30-4009
Видимый свет400-70046
Инфракрасные лучиболее 70045

Ультрафиолетовые лучи действуют на организмы по-разному в зависимости от дозы и длины волны. Они почти полностью поглощаются озоновым слоем. До земной поверхности доходят только лучи с длиной волны 200-400 нм. Наибольшую опасность для человека представляют лучи с длиной волны 280-320 нм, обладающие канцерогенным действием.

Избыточное облучение ультрафиолетом может вызвать рак кожи (меланому), стать причиной развития катаракты (помутнения хрусталика). В то же время в небольших дозах ультрафиолетовые лучи стимулируют синтез пигмента кожи меланина и витамина D. Вы уже знаете, что витамин D оказывает влияние на обмен кальция и фосфора.

Это в свою очередь влияет на рост и развитие скелета человека.

Велико значение витамина D для растущего потомства млекопитающих и птиц. Лисицы и барсуки, выводящие детенышей в норах, регулярно выносят их на солнце. «Солнечное купание» свойственно многим птицам.

Стремятся погреться на солнышке после зимовки и домашние животные.

Известно, что умеренное ультрафиолетовое облучение молодняка сельскохозяйственных животных положительно сказывается на их росте и развитии.

Видимый свет очень важен для существования жизни на Земле. Он является основным источником энергии. Все разнообразие температурных условий на нашей планете определяется количеством поступающей солнечной энергии.

Разные участки спектра видимого света действуют на организмы по-разному. Красные лучи оказывают тепловое действие. Синие и фиолетовые лучи влияют на протекание некоторых биохимических реакций. Особенно велико значение видимого света для растений.

Для фотосинтеза им необходим свет с длиной волны 680 и 700 нм.

Для большинства организмов видимый свет является источником энергии. Дневным животным видимый свет позволяет ориентироваться в среде.

Некоторые ночные виды (совы, филины) могут перемещаться даже при слабой освещенности. Сигналом к перелетам птиц служит изменение длины светового дня.

Растения также способны изменять положение своих органов в пространстве под действием света, т. е. проявлять фототропизм.

Фототропизм (от греч. photos — свет) — ростовые движения органов растений под влиянием одностороннего освещения.

Обычно у стеблей наблюдается положительный (по направлению к свету), а у корней — отрицательный (от света) фототропизмы.

Положительный фототропизм можно наблюдать на посевах подсолнечника во время цветения. С восхода и до заката соцветия подсолнечника поворачиваются вслед за солнцем.

Инфракрасное излучение является источником тепловой энергии, которая поглощается водой клеток. Некоторые наземные животные (ящерицы, змеи) используют его для повышения температуры тела.

Влияние солнечного света на организмы зависит не только от его качества (длины волны или цвета) и интенсивности освещения. Важную роль играет продолжительность воздействия — длина светового дня (фотопериод).

Фотопериод и фотопериодизм

Фотопериод — длина светового дня, определяющая времена года. Смена сезонов происходит вследствие изменения длины светового дня. Причиной этого является движение Земли вокруг Солнца и расположение ее оси под углом к плоскости орбиты.

Длина светового дня в области экватора относительно постоянна в течение всего года (около 12 ч). Но в умеренных и высоких широтах фотопериод значительно отличается в разное время года. Изменение фотопериода играет сигнальную роль как для растений, так и для животных.

Оно является пусковым механизмом, включающим последовательность физиологических процессов и определяющим сезонные ритмы организмов. У растений фотопериод регулирует рост, цветение, плодоношение, листопад, период покоя.

Линька, накопление жира, миграция, размножение у животных также управляются фотопериодом.

Фотопериодизм — характерная реакция живых организмов на изменения длины светового дня, соотносящая их биологическую активность с временем года.

По типу фотопериодической реакции наземные растения разделяют на три основные группы: короткодневные, длиннодневные и нейтральные к длине светового дня.

Короткодневные растения цветут ранней весной или осенью и нуждаются в короткой длине светового дня (менее 12 ч). К ним относятся: земляника, хризантемы, рис, соя, просо и др. Длиннодневные растения цветут летом и нуждаются в длине светового дня более 12 ч.

Представителями длиннодневных растений являются: картофель, рожь, ячмень, овес, пшеница, редис и др. Растения, нейтральные к длине светового дня, цветут вне зависимости от длины светового дня.

Такой способностью обладают: огурец, подсолнечник, кукуруза, томат, горох, одуванчик.

Таким образом, регулируя длину светового дня, можно ускорять или замедлять наступление периода цветения у растений в зависимости от поставленных целей.

Следует также отметить, что многие организмы по-разному реагируют на смену дня и ночи. Суточный фотопериодизм характеризуется сменой периодов активности и покоя организмов в зависимости от времени суток. Особенно заметно эта зависимость проявляется у птиц и других животных.

Среди них можно выделить три группы организмов: дневные, ночные и сумеречные. Дневные активны в светлое время суток (пчела, ласточка, заяц). Они представляют самую многочисленную группу. Добывание пищи у ночных организмов происходит в ночное время (таракан, сова, сверчок).

Некоторые сумеречные организмы активны только во время сумерек (бражник, майский жук).

Экологические группы растений по отношению к световому режиму

В процессе эволюции у растений выработались эффективные приспособления (адаптации) к успешной жизни при световом режиме их местообитаний.

По разнообразию адаптаций и способности произрастать при определенном световом режиме выделяют три экологические группы растений: светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые. Они отличаются положением светового оптимума в пределах толерантности.

Светолюбивые растения живут на открытых территориях и поглощают много солнечной энергии. Это растения пустынь, степей, высокогорных лугов, пустырей и обочин дорог (мать-и-мачеха, очиток), сорняки и культурные растения (подсолнечник, пшеница).

Светолюбивые деревья образуют светлые леса, их кроны не смыкаются (лиственница, сосна, осина, береза и др.). У светолюбивых растений листовые пластинки в основном более толстые и светлые, чем у тенелюбивых и теневыносливых растений.

Они чаще небольшие, блестящие, иногда покрыты воском или имеют опушение. Листья ориентированы вертикально или под большим углом к горизонту, поэтому получают лишь скользящие лучи. У них есть приспособления для поворота листовых пластинок ребром к солнцу.

Мезофилл (мякоть листа) хорошо развит, особенно столбчатая паренхима (рис. 4), хлоропласты мелкие.

Тенелюбивые растения обитают в сильно затененных местах (нижние ярусы тропического леса, горные ущелья, таежные ельники, лесостепные дубравы). К ним относятся мхи, папоротники, кислица, недотрога, медуница и др.

У многих тенелюбивых растений листовые пластинки располагаются почти под прямым углом к источнику света, не затеняя друг друга (листовая мозаика). Листья очень тонкие, имеют хорошо развитую губчатую паренхиму, содержат крупные хлоропласты и много межклетников.

Столбчатая паренхима развита слабо и представлена, как правило, одним слоем клеток.

Теневыносливые растения предпочитают хорошую освещенность, но могут расти и в тени. Это растения лесных опушек, лугов, степей (лещина, сныть, подорожник, злаковые травы, ежевика). У травянистых форм теневыносливых растений стебель тонкий, с длинными междоузлиями. Они образуют живой напочвенный покров и кустарниковый ярус в лесах умеренного пояса.

Солнечный спектр состоит из видимого света, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Характерная реакция организмов на сезонное изменение длины светового дня (фотопериод) называется фотопериодизмом. По приспособленности к определенному световому режиму наземные растения разделяют на светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые.

Источник: https://jbio.ru/svet-v-zhizni-organizmov

Свет и его роль в жизни растений и животных

Свет и его роль в жизни организмов

Источник: http://.com/iloveflowers

Живая природа не может существовать без света, так как солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, является практически единственным источником энергии для поддержания теплового баланса планеты, создания органических веществ фототрофными организмами биосферы, что в итоге обеспечивает формирование среды, способной удовлетворить жизненные потребности всех живых существ.

Биологическое действие солнечного света зависит от его спектрального состава, продолжительности, интенсивности, суточной и сезонной периодичности.Солнечная радиация представляет собой электромагнитное излучение в широком диапазоне волн, составляющих непрерывный спектр от 290 до 3 000 нм.

Ультрафиолетовые лучи (УФЛ) короче 290 нм, губительные для живых организмов, поглощаются слоем озона и до Земли не доходят. Земли достигают главным образом инфракрасные (около 50% суммарной радиации) и видимые (45%) лучи спектра. На долю УФЛ, имеющих длину волны 290—380 нм, приходится 5% лучистой энергии.

Длинноволновые УФЛ, обладающие большой энергией фотонов, отличаются высокой химической активностью. В небольших дозах они оказывают мощное бактерицидное действие, способствуют синтезу у растений некоторых витаминов, пигментов, а у животных и человека — витамина D; кроме того, у человека они вызывают загар, который является защитной реакцией кожи.

Инфракрасные лучи длиной волны более 710 нм оказывают тепловое действие.В экологическом отношении наибольшую значимость представляет видимая область спектра (390—710 нм), или фотосинтетически активная радиация (ФАР), которая поглощается пигментами хлоропластов и тем самым имеет решающее значение в жизни растений.

Видимый свет нужен зеленым растениям для образования хлорофилла, формирования структуры хлоропластов; он регулирует работу устьичного аппарата, влияет на газообмен и транспирацию, стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот, повышает активность ряда светочувствительных ферментов.

Свет влияет также на деление и растяжение клеток, ростовые процессы и на развитие растений, определяет сроки цветения и плодоношения, оказывает формообразующее воздействие.Световой режим любого местообитания зависит от его географической широты, высоты над уровнем моря, состояния атмосферы, растительности, сезона и времени суток, солнечной активности и т. д.

Поэтому разнообразие световых условий на нашей планете чрезвычайно велико: от таких сильно освещенных территорий, как высокогорья, пустыни, степи, до сумеречного освещения в водных глубинах и пещерах.

В разных местообитаниях различаются не только интенсивность света, но и его спектральный состав, продолжительность освещения, пространственное и временное распределение света разной интенсивности и т.д. Соответственно, разнообразны и приспособления растений к жизни при том или ином световом режиме.Экологические группы растений по отношению к свету. По отношению к количеству света, необходимого.

для нормального развития, растения подразделяют на три экологические группы.Светолюбивые, или гелиофиты, с оптимумом развития при полном освещении; сильное затенение действует на них угнетающе. Это растения открытых, хорошо освещенных местообитаний: степные и луговые травы, прибрежные и водные растения (с плавающими листьями), большинство культурных растений открытого грунта, сорняки и др.

Тенелюбивые, или теневые, с оптимальным развитием в пределах 1/10—1/3 от полного освещения, т.е. для них приемлемы области слабой освещенности. К тенелюбам относятся растения нижних затененных ярусов сложных растительных сообществ — темнохвойных и широколиственных лесов, а также водных глубин, расщелин скал, пещер и т.д.

Теневыносливые растения имеют широкую экологическую амплитуду выносливости по отношению к свету. Они лучше растут и развиваются при полной освещенности, но хорошо адаптируются и к слабому свету. К ним относится большинство видов зоны смешанных лесов — ель, пихта, граб, бук, лещина, бузина, брусника, ландыш майский и др.

Под влиянием различных условий светового режима у растений выработались соответствующие приспособительные качества. Прежде всего это касается величины листовых пластинок: у гелиофитов по сравнению с теплолюбивыми они обычно более мелкие. Ориентация листьев у светолюбов вертикальная или имеет разный угол по отношению к солнечным лучам, чтобы избежать избыточного света и перегрева.

Листья теневыносливых растений, напротив, ориентированы к свету всей поверхностью листовой пластинки и расположены так, чтобы не затенять соседние листья (листовая мозаика).У многих гелиофитов поверхность листовой пластинки блестящая, покрыта светлым восковым налетом, густо опушена, что способствует отражению палящих солнечных лучей или ослаблению их действия.

Световые и теневые растения имеют четкие различия и по анатомическому строению. Так, у гелиофитов хорошо развиты осевые органы с оптимальным соотношением ксилемы и механических тканей, менее сложные по форме листья с характерной дифференцировкой мезофилла на столбчатый и губчатый, высокой степенью жилкования, большим числом устьиц на единицу поверхности листа.

У светолюбивых растений количество хлоропластов, приходящихся на единицу площади листовой пластинки, в несколько раз больше, чем у тенелюбивых.

Сами хлоропласты у гелиофитов более мелкие и светлые (с малым содержанием хлорофилла), способные к изменению ориентировки и перемещениям в клетке: на сильном свету они занимают постенное положение и становятся «ребром» к направлению лучей, что защищает хлорофилл от разрушения.

Теневыносливые растения встречаются в местообитаниях с различным световым режимом благодаря увеличению ассимилирующей поверхности, снижению интенсивности дыхания и уменьшению относительной массы нефотосинтезирующих тканей, увеличению размеров хлоропластов и концентрации хлорофилла.

Кроме того, в листьях наблюдается слабая дифференцировка на столбчатый и губчатый мезофилл или таковая совсем отсутствует, отмечается сравнительно малое количество устьиц й т.д.Фотопериодизм. Огромное влияние на жизнедеятельность растений и животных оказывает соотношение светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток в течение года.

Реакция организмов на суточный ритм освещения, выражающаяся в изменении процессов их роста и развития, называется фотопериодизмом. Регулярность и неизменная повторяемость из года в год данного явления позволила организмам в ходе эволюции согласовывать свои важнейшие жизненные процессы с ритмом этих временных интервалов.

Под фотопериодическим контролем находятся практически все метаболические процессы, связанные с ростом, развитием, жизнедеятельностью и размножением растений и животных.

По типу фотопериодической реакции (ФПР) различают следующие основные группы растений :растения короткого дня, которым для перехода к цветению требуется 12 ч светлого времени и менее в сутки (конопля, капуста, хризантемы, табак, рис);растения длинного дня; для цветения и дальнейшего развития им нужна продолжительность беспрерывного светового периода более 12 ч в сутки (пшеница, лен, лук, картофель, овес, морковь);фотопериодически нейтральные; для них длина фотопериода безразлична и цветение наступает при любой длине дня, кроме очень короткой (виноград, томаты, одуванчики, гречиха, флоксы и др.).Фотопериодическая реакция свойственна как растениям, так и животным. Например, цветковые растения переходят от вегетативного к генеративному размножению (цветение и плодоношение) только в том случае, если фотопериод их развития имеет определенную критическую величину. При этом каждому виду свойственен свой критический фотопериод. Оказалось, что растения и животные способны «измерять» его продолжительность с довольно большой точностью. Так, для белены при 22,5 °С критическая длина дня, обеспечивающая цветение, составляет 10 ч 20 мин, но уже при 10-часовом фотопериоде при этой же температуре растение цвести не будет. У сорняка дурнишника пенсильванского необходимая длина дня лежит между 15ч и 15 ч 30 мин. Важно подчеркнуть, что на ФПР заметное влияние оказывают условия среды. Например, при 28,5°С для цветения белены требуется не менее 11,5ч света, в то время как при 15,5°С —лишь 8,5 ч.Сезонная ритмика у животных наиболее ярко проявляется в смене оперения у птиц и шерсти у млекопитающих, периодичности размножения и миграции, зимних спячках некоторых животных и т. д.Известно, что наиболее благоприятное время для появления потомства у животных — это время года, когда вокруг достаточное количество корма. Так, яичники и семенники голубя вяхиря начинают созревать, когда продолжительность дня превышает 12 ч, т. е. способности размножаться он, таким образом, достигает к маю. Сизому же голубю для созревания половых желез требуется 9-часовой световой день, поэтому эта птица готова к спариванию 2-3 раза в год. Различие в сроках размножения объясняется тем, что вяхирь питается главным образом зерном поздно созревающих злаков, а сизый голубь —- имеющимися повсюду в изобилии семенами сорняков. В то же время городской голубь обильную пищу находит в уличных отбросах практически в любую пору года, поэтому у него нет предпочтительного времени размножения. Аналогичная ситуация встречается и у других одомашненных животных.Подобная фотопериодическая регуляция времени появления на свет нового потомства характерна и для большей части млекопитающих. Кроме животных с длиннодневным типом ФПР (наиболее распространенных), встречаются и животные с коротко-дневным типом ФПР. При этом преимущество имеют те, у которых беременность продолжается длительное время, а потомство рождается от весеннего спаривания задолго до наступления осенних холодов. Например, у коз и овец плод развивается 5—6 месяцев, а у оленей и косуль — около 9 месяцев и спаривание происходит в конце лета или осенью. Увеличение размеров половых желез и их полное созревание у них начинаются с наступлением коротких дней. Так, спаривание у косуль происходит в июле-августе, но оплодотворенная яйцеклетка не внедряется в слизистую оболочку матки и не развивается. То и другое совершается лишь во второй половине декабря, и потомство появляется на свет в мае, когда вокруг изобилие свежих зеленых растений. Замедленное внедрение оплодотворенной яйцеклетки наблюдается также у тюленей, медведей, барсука и некоторых сумчатых.Биологические ритмы характерны и для человека. Суточные ритмы выражаются в чередовании сна и бодрствования, колебаниях температуры тела в пределах 0,7—0,8°С (на рассвете она понижается, к полудню повышается, вечером достигает максимума, а затем снова понижается, особенно быстро после того, как человек заснет), циклах деятельности сердца и почек и т.д.Таким образом, способность воспринимать длину дня и реагировать на нее широко распространена в мире живых существ. Это означает, что живые организмы способны ориентироваться во времени, т.е. они обладают биологическими часами. Другими словами, для многих организмов характерна способность ощущать суточные, приливные, лунные и годичные циклы, что позволяет им заранее готовиться к предстоящим изменениям среды.

Правильно подобрав режимы освещения, температуры и другие факторы, наиболее соответствующие биоритмам, можно заметно повысить жизнедеятельность и продуктивность разводимых животных и растений, причем без каких-либо дополнительных затрат. Например, благодаря увеличению в теплицах, оранжереях и парниках светового дня до 12—15 ч зимой выращивают овощные культуры и декоративные растения, ускоряют рост и развитие рассады. Продлив за счет искусственного освещения световой период зимой, можно увеличить яйценоскость кур, уток, гусей, регулировать размножение пушных зверей на зверофермах.

Источник: http://xn--90abjk4ailceep.xn--p1ai/statii/svet_i_ego_rol_v_zhizni_rastenij_i_zhivotnyh/

Book for ucheba
Добавить комментарий