Пит.10. Екологічна роль світла.

Характеристика світла як екологічного фактора. Жива природа не може існувати без світла, так як сонячна радіація, що досягає поверхні Землі, є практично єдиним джерелом енергії для підтримки теплового балансу планети, створення органічних речовин фототрофних-ми організмами біосфери, що в підсумку забезпечує формування середовища, здатного задовольнити життєві потреби всіх живих істот.

Біологічне дію сонячного світла залежить від його спектрального складу, тривалості, інтенсивності, добової і сезонної періодичності.

Сонячна радіація являє собою електромагнітне випромінювання в широкому діапазоні хвиль, що складають безперервний спектр від 290 до 3 000 нм. Ультрафіолетові промені (УФЛ) коротше 290 їм, згубні для живих організмів, поглинаються шаром озону і до Землі не доходять. Землі досягають головним чином інфрачервоні (близько 50% сумарної радіації) і видимі (45%) промені спектру. На частку УФЛ, що мають довжину хвилі 290-380 нм, доводиться 5% променевої енергії. Довгохвильові УФЛ, що володіють великою енергією фотонів, відрізняються високою хімічною активністю. У невеликих дозах вони надають потужне бактерицидну дію, сприяють синтезу в рослин деяких вітамінів, пігментів, а у тварин і людини -- вітаміну D; крім того, у людини вони викликають засмагу, який є захисною реакцією шкіри. Інфрачервоні промені довжиною хвилі більш 710 нм надають теплове дію.

В екологічесшм відношенні найбільшу значимість представляє видима область спектру (390-710 нм), або фотосінтеті-но активна радіація (ФАР), яка поглинається пігментами хлоропластів і тим самим має вирішальне значення в житті рослин. Видиме світло потрібен зеленим рослинам для утворення хлорофілу, формування структури хлоропластів; він регулює роботу устьічного апарату, впливає на газообмін і тран-спірацію, стимулює біосинтез білків і нуклеїнових кислот, підвищує активність ряду світлочутливих ферментів. Світло впливає також на поділ і розтягування клітин, ростові процеси і на розвиток рослин, визначає терміни цвітіння і плодоношення, надає формотворне вплив.

Екологічні групи рослин по відношенню до світла. По відношенню до кількості світла, необходімого.для нормального розвитку, рослини підрозділяють натри екологічні групи.

Світлолюбні, або геліофіти, з оптимумом розвитку при повному освітленні; сильне затінення діє на них гнітюче. Це рослини відкритих, добре освітлених місцеперебувань: степові та лугові трави, прибережні і водні рослини (з плаваючим листям), більшість культурних рослин відкритого грунту, бур'яни та ін

Тіньолюбні, або тіньові, з оптимальним розвитком в межах 1/10-1/3 від повного освітлення, тобто для них прийнятні області поганого освітлення. До тенелюбам відносяться рослини нижніх ярусів затінених складних рослинних угруповань - темнохвойних і широколистяних лісів, а також водних глибин, ущелин скель, печер і т. д. Тенелюбамі є і багато кімнатні та оранжерейні рослини. У лісах Білорусі та Росії типовими тіньовими рослинами є копитень європейський, вітрогонка Дібровна, снить звичайна, чистотіл великий, кислиця звичайна, майнік дволиста та ін

Тіньовитривалі рослини мають широку екологічну амплітуду витривалості по відношенню до світла. Вони краще ростуть і розвиваються при повній освітленості, але добре адаптуються і до слабкого світла. До них відноситься більшість видів зони змішаних лісів - ялина, ялиця, граб, бук, ліщина, бузина, брусниця, конвалія травневий та ін

Адаптація рослин і тварин до світлового режиму. Під впливом різних умов світлового режиму у рослин виробилися відповідні пристосувальні якості. Перш за все це стосується величини листових пластинок: у геліофітов в порівнянні з теплолюбними вони зазвичай більш дрібні. Орієнтація листя у світлолюбний вертикальна або має різний кут по відношенню до сонячних променів, щоб уникнути надмірного світла і перегріву. Листя тіньовитривалих рослин, навпаки, орієнтовані до світла всією поверхнею листової пластинки і розташовані так, щоб не затінювати сусідні листя (листова мозаїка).

У багатьох геліофітов поверхню листової пластинки блискуча, покрита світлим восковим нальотом, густо опушена, що сприяє відображенню пекучих сонячних променів або ослаблення їх дії.

Світлові і тіньові рослини мають чіткі відмінності і по анатомічною будовою. Так, у геліофітов добре розвинені осьові органи з оптимальним співвідношенням ксілеми і механічних тканин, менш складні за формою листя з характерною диференціюванням мезофілла на стовпчастий і губчастий, високим ступенем жилкування, великим числом продихів на одиницю поверхні листа. У світлолюбних рослин кількість хлоропластів, що припадають на одиницю площі листової пластинки, у кілька разів більше, ніж у тіньолюбних. Самі хлоропласти у геліофітов більш дрібні і світлі (з малим вмістом хлорофілу), здатні до зміні орієнтування і переміщенням в клітці: на сильному світу вони займають постінному положення і стають «ребром» до напрямку променів, що захищає хлорофіл ог руйнування.

Тіньовитривалі рослини зустрічаються в місцепроживання з різним світловим режимом завдяки збільшення асиміляційної поверхні, зниження інтенсивності дихання і зменшення відносної маси нефотосінтезірующіх тканин, збільшення розмірів хлоропластів і концентрації хлорофілу. Крім того, в листі спостерігається слабка диференціювання на стовпчастий і губчастий мезофілл або така зовсім відсутній, відзначається порівняно мала кількість продихів й т. д.