Основи екології - Олійник Я.Б. - Світло

В основній класифікації усі екологічні фактори поділяють на три великі групи - абіотичні, біотичні й антропогенні (рис. 3.3). Абіотичними факторами називають все, що впливає на організми з боку неживої природи. Біотичні, навпаки, - все, що впливає на організми з боку живої природи. Антропогенними факторами є усі види діяльності людини, які впливають на живі організми.

3.2.1. Абіотичні екологічні фактори

Фактори можуть діяти як у локальних, так і у глобальних масштабах. Вузьку локальну дію мають фактори, вплив яких обмежений якоюсь однією територією, невеликою за площею. Низка істотних екологічних факторів має планетарно-космічний масштаб та регулювальний характер. їх циклічність у часі організми використовують як сигнали для початку тих чи інших фізіологічних процесів. Одним з таких факторів є довжина дня, або фотоперіод: багато рослин починають цвісти, коли довжина дня зростає до певної величини, а перелітні птахи, навпаки, починають свої осінні міграції при зменшенні фотоперіоду.

У природі важко відокремити дію одного абіотичного фактора від іншого, оскільки організми завжди відчувають їх сумісний вплив. У наземних екосистемах найважливішими лімітуючими екологічними факторами є світло, температура і вода. У водному середовищі до цих факторів додаються солоність (у морі), а у прісних водоймах - вміст кисню.

Світло

Цей абіотичний фактор має фундаментальне екологічне значення. Без нього не можлива фотосинтетична діяльність зелених рослин, тоді як прямий вплив світла на цитоплазму є смертельним. Морфологія рослин, структура рослинного покриву організовані саме для найбільш ефективного сприймання світлової енергії. Терміном "світло" в екології позначається увесь діапазон сонячного випромінювання, тобто потік енергії у межах довжини хвиль від 0,05 до 3000 нм (1 нанометр дорівнює 10~6 мм). Сонце випромінює у космічний простір величезну кількість енергії, і хоча на Землю потрапляє лише одна двомільйонна його частина, цього вистачає на обігрів та освітлення всієї планети.

Із сонячним світлом пов'язана активність рослин і тварин. Реакція організмів на добовий ритм освітлення називається фо-

топеріодизмом (від грец. photos - світло, periods - чергування). Зміна довжини світлового дня є єдиним точним сигналом наближення зими або весни; погодні ж умови часто є хибними. Саме тому рослини реагують на довжину світлового дня і не розпускають листя під час зимової відлиги або не переходять до листопаду під час короткотермінових літніх заморозків. Освітленість і фотоперіодизм мають певне значення і для розвитку багатьох тварин. Наприклад, добре відомі тварини з чітко вираженою денною та нічною активністю. Періодичність освітлення протягом усієї еволюції залишається найбільш постійним сигналом, який точно відтворюється. Саме тому у природі режим освітлення, співвідношення тривалості дня і ночі є найважливішим "синхронізатором" добових, сезонних та інших ритмів життєдіяльності.

Якщо регулювати фотоперіод, знаючи ту чи іншу реакцію видів на тривалість освітлення, можна впливати на продуктивність тварин, терміни линьки, розмноження тощо. Наприклад, якщо взимку забезпечити лісову куницю додатковим освітленням, то можна на чотири місяці скоротити (тобто прискорити) терміни її спаровування і народження дитинчат. У різних проявах добової і сезонної активності організмів, окрім світла, беруть участь багато інших факторів (температура, вологість), але вплив світла є провідним. Саме тривалість освітленого періоду, тобто фотоперіод, є сигналом для перебігу процесів життєдіяльності у організмів протягом різних пір року.

За реакцією на світловий режим рослин виокремлюють такі групи: світлолюбні (геліофіли), тіньолюбні (сціофіли), тіньовитривалі (факультативні геліофіли). Тварин за їх активністю і рухливістю поділяють, як правило, на денних, нічних і сутінкових.

Сприйняття тваринами спектральних відмінностей світла називається зором. Зір може бути монохромним, або чорно-білим (наприклад, у деяких черв'яків і молюсків), дихромним, або двоколірним, коли сприймається синє та червоне (у більшості ссавців), трихромним, або триколірним, - коли сприймається синє, жовте і червоне (у приматів), та тетрахромним, або чотириколірним, - коли сприймається ультрафіолетове, синє, жовте і червоне (у більшості комах, птахів, плазунів, риб та ін.). Деякі тварини (гримучі змії, комарі) сприймають ще й інфрачервоне випромінювання, яке вже є теплом, або тепловим випромінюванням.

Світло є первинним джерелом енергії, без якого неможливе життя. Але світло є не лише життєво необхідним але й лімітуючим фактором, причому як на максимальному, так і на мінімальному рівнях. Від змін довжини світлових хвиль залежить інтенсивність фотосинтезу (рис. 3.4) до оптимального світлового насичення, за межами якого відбувається зниження інтенсивності фотосинтезу.

Рис. 3.4. Процес фотосинтезу