Jakie są główne efekty światła na zwierzętach? (7 efektów)

Główne efekty światła na zwierzętach są następujące:

Światło wpływa również na rozbieżne aspekty życia zwierząt. Na wzrost, ubarwienie upierzenia lub ciała, migrację, rozmnażanie i diapauzę wpływa światło w różnych owadach, ptakach, rybach, gadach i ssakach. Wiele zwierząt woli pozostać w ciemności, podczas gdy inne, jak wodne, nie przeżywają w nieobecności światła.

Zdjęcie dzięki uprzejmości: images2.fanpop.com/images/photos/2700000/Big-Cat-Fight-768.jpg

Podczas gdy rośliny reagują na światło za pomocą kilku systemów pigmentów, takich jak chlorofil i fitochrom, wśród zwierząt istnieją różne rodzaje systemów fotoreceptorowych. Należą do nich "eyespots" składające się z granulatu amylum jak w Protozoa; płaskie ocelli w meduzy; oczodoły w ślimakach; oczy pęcherzykowe, takie jak w wieloszczętach, mięczakach i niektórych kręgowcach; teleskopowe oczy niektórych ryb; złożone oczy w skorupiakach i owadach; proste oczy lub oczka w innych stawonogach i skórnych receptorach światła u innych zwierząt.

Stwierdzono również, że światło wpływa na rozwój tych narządów wzroku (Tobiasz 1976). Na przykład wiele zwierząt zamieszkujących jaskinie lub głębinowe ma na ogół szczątkowe oczy lub nie ma oczu z powodu braku światła w tych środowiskach. Bathymicrops Regis, ryby głębinowe (głębokość morza na 5000 metrów) nie mają oczu. Niektóre z innych ważnych efektów światła na zwierzęta są następujące:

Wpływ światła na zwierzęta

1. Wpływ światła na protoplazmę:

Chociaż ciała większości zwierząt pozostają chronione przez jakieś pokrycie ciała, które chroni tkanki zwierzęce przed śmiercionośnymi efektami promieniowania słonecznego. Ale czasami promienie słoneczne przenikają takie pokrywy i powodują wzbudzenie, aktywację, jonizację i ogrzewanie protoplazmy różnych komórek ciała. Promienie ultrafioletowe powodują mutacyjne zmiany w DNA różnych organizmów.

2. Wpływ światła na metabolizm:

Na metabolizm różnych zwierząt duży wpływ ma światło. Zwiększona intensywność światła powoduje wzrost aktywności enzymatycznej, ogólnego tempa metabolizmu i rozpuszczalności soli i minerałów w protoplazmie. Rozpuszczalność gazów jednak zmniejsza się przy dużym natężeniu światła. Zwierzęta zamieszkujące jaskinię okazują się być powolne w swoich nawykach i zawierają wolne tempo przemiany materii.

3. Wpływ światła na pigmentację:

Światło wpływa na pigmentację u zwierząt. Zwierzęta jaskiniowe nie zawierają pigmentów skórnych. Jeśli przez długi czas są trzymane z dala od ciemności, odzyskują pigmentację skóry. Ciemno zabarwiona skóra ludzkich mieszkańców tropików również wskazuje na wpływ światła słonecznego na pigmentację skóry. Synteza barwnika skóry zależy od światła słonecznego.

Światło określa również charakterystyczne wzory pigmentów różnych zwierząt, które służą zwierzętom w dymorfizmie płciowym i zabarwionym zabarwieniem. Zwierzęta zamieszkujące głębiny oceanu, w których otoczenie jest monotonne, choć barwione, nie wykazują wzorów w ich ubarwieniu.

4. Wpływ światła na ruchy zwierząt:

Wpływ światła na ruch zwierząt jest widoczny u niższych zwierząt. Orientowane ruchy lokomocyjne w kierunku i od źródła światła nazywa się fototaksją. Pozytywne zwierzęta fototaktyczne, takie jak Euglena, Ranatra itd., Poruszają się w kierunku źródła światła, podczas gdy zwierzęta o ujemnym oddziaływaniu fototaktycznym, takie jak planarians, dżdżownice, ślimaki, cyprysy, siphonofory itp., Oddalają się od źródła światła.

Mechanizmy wzrostu ukierunkowane na światło nazywane są fototropizmami, które występują u zwierząt siedzących. Fototropizmy obejmują także reagujący ruch części ciała jakiegoś czynnego zwierzęcia na bodziec świetlny, taki jak ruch wić Eugleny w kierunku światła i ruchy polipów wielu konkurentów.

Prędkość lub prędkość ruchu niektórych zwierząt reguluje również światło. Zaobserwowano, że zwierzęta reagujące na światło zmniejszają prędkość ruchu, a ruchy, które nie są kierunkowe, nazywane są fotokinezy. Fotokinezy może być zmiana prędkości liniowej (rheokineis) lub w kierunku toczenia (klinokinesis).

Podczas fotokinezy, gdy tylko część ciała zwierzęcia odrywa się zawsze od źródła światła, reakcję tę określa się jako fotoklinokinesle. Larwy Musca rodzą takie ruchy. Gdy zwierzęta są konfrontowane z dwoma światłami o równej jasności, poruszają się w kierunku do lub do pozycji, która jest odległością między dwoma światłami.

Jest to określane jako fototropotaksja. Przyciąganie samców do ciała samicy nazywa się telotaksją. Przemieszczanie zwierząt pod stałym kątem w kierunku źródła światła nazywa się reakcją świetlną lub orientacją niebiańską.

Niebiańska orientacja:

Niektóre organizmy, szczególnie stawonogi, ptaki i ryby, wykorzystują swój sens czasowy jako pomoc w znalezieniu drogi z jednego obszaru do drugiego. Aby się zorientować, zwierzęta wykorzystują słońce, księżyc lub gwiazdy jako kompas. Aby to zrobić, wykorzystują zarówno swój zegar biologiczny, jak i obserwacje na azymutalnej pozycji Słońca w stosunku do ustalonego kierunku. Azymut jest kątem między nieruchomą linią na powierzchni ziemi a rzutem kierunku słońca na powierzchnię.

Używanie słońca jako punktu odniesienia wiąże się z pewnymi problemami dla zwierząt, ponieważ słońce porusza się. Kąt docelowy zmienia się w ciągu dnia. Ale zwierzęta, które używają słońca jako punktu odniesienia, jakoś korygują swoją orientację. Tę niebiańską orientację zaobserwowano u ryb, żółwi, jaszczurek, większości ptaków i takich bezkręgowców jak mrówki, pszczoły, pająki wilka i leje piasku.

5. Fotoperiodyzm i zegary biologiczne:

Regularnie występujące codzienne cykle Światła (dzień i noc (noc) są znane z wywierania głębokiego wpływu na zachowanie i metabolizm wielu organizmów. Podstawą takich środowiskowych rytmów światła i ciemności są ruchy ziemi w stosunku do słońca i Księżyc.

Obrót Ziemi na jej osi powoduje przemianę nocy i dnia. Pochylenie osi Ziemi wraz z coroczną rewolucją wokół Słońca wytwarza pory roku. Reakcja różnych organizmów na środowiskowe rytmy światła i ciemności określana jest mianem fotoperiodyzmu. Każdy cykl dzienny obejmujący okres oświecenia, po którym następuje okres ciemności, nazywamy okresem fotograficznym.

Termin photofase i scatophase są czasami używane do oznaczenia odpowiednio okresu światła i okresu ciemności. Różne zwierzęta rozwinęły różne adaptacje morfologiczne, fizjologiczne, behawioralne i ekologiczne w trakcie ich ewolucji do zmieniających się fotoperiodów, które dostarczają im informacji środowiskowych dotyczących intensywności światła naturalnego.

(a) Codzienne odpowiedzi:

Rytmy okołodobowe:

Życie wyewoluowało pod wpływem codziennych i sezonowych zmian środowiska, więc naturalne jest, że rośliny i zwierzęta miałyby w swoim życiu pewne rytmy lub wzorce, które zsynchronizowałyby je z fluktuacjami w środowisku. Przez lata biolodzy byli zaintrygowani sposobami, w jakie organizmy utrzymywały swoje rytmiczne czynności przez 24 godziny, w tym takie zjawiska, jak codzienny ruch liści i płatków roślin, sen i czuwanie zwierząt oraz pojawianie się owadów z przypadki szczeniąt (ryc. 11 20).

Kiedyś biolodzy uważali, że te rytmy są całkowicie egzogenne, to znaczy, że organizmy reagowały tylko na zewnętrzne bodźce, takie jak natężenie światła, wilgotność, temperatura i pływy. Ale teraz jest dobrze zbadane, że większość zwierząt posiada wewnętrzne lub endogenne rytmy w synchronizacji z zewnętrznymi lub egzogennymi rytmami otoczenia, dzięki czemu pozostają w stanie zmierzyć długość dnia.

Rytmy wewnętrzne lub endogenne trwają w przybliżeniu 24 godziny, podczas gdy rytmy egzogeniczne lub środowiskowe trwają dokładnie 24 godziny. Termin "okołodobowy" (z języka łacińskiego, około i umiera, codziennie) został użyty do określenia tych codziennych rytmów. Okres rytmu dobowego, liczba godzin od początku aktywności jednego dnia do początku aktywności na następnym, nazywa się swobodnym bieganiem.

Fotoperiod odgrywa rolę w dostarczaniu sygnałów czasu, dostosowywania zwierząt do tych codziennych rytmów. Rytmy okołodobowe najwyraźniej są wewnętrznie napędzane lub endogenne, są słabo zmienione przez zmiany temperatury, są niewrażliwe na wiele różnych chemicznych inhibitorów, i są wrodzone, nie są uczone lub odciśnięte na organizmach przez środowisko.

Wrodzony charakter rytmu dobowego wykazuje kilka zwierząt. Gdy Drosophila są trzymane w stałych warunkach od stadium larwalnego, wciąż będą wynurzać się z poczwarek z regularnym rytmem okołodobowym. Jajka z kurczaka i jaszczurek przechowywane w stałych warunkach wytwarzają zwierzęta, które później wykazują regularne cykle okołodobowe. Rytmy okołodobowe zaobserwowano w zooplanktonach, pierścieniach polychaete, wielu owadach (Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Neuroptera, Coleopteta, Orthoptera, Odonata, itp.), Większości ptaków i niektórych ssakach.

Planktony morza i jezior zapewniają bardzo interesujące przykłady rytmów okołodobowych, pokazując dobowe zmiany w ich pionowym rozkładzie. Na przykład wiele widłonogów i zooplanktonów ma tendencję do pływania w nocy w kierunku powierzchni i do poruszania się w dół do głębszych warstw w ciągu dnia (zob. Clarke, 1954).

Odwrotność jest prawdą w przypadku fitoplanktonów. Fitoplanktony jeziora Dal, Shrinagar wykazują ruch dzienny w odwrotnej kolejności: obfitują w warstwę powierzchniową w ciągu dnia i na głębokości 2, 5 metra w środku nocy (Kant i Kachroo 1975).

Posiadanie rytmu dobowego, który można wykorzystać w rytmach środowiskowych, dostarcza roślinom i zwierzętom zegar biologiczny, który jest integralną częścią struktury komórkowej i jest systemem chemosensorycznym bardzo wrażliwym na bodźce środowiskowe. Zegary biologiczne różnych zwierząt poruszają się lub oscylują w sposób ciągły, a środowisko nie inicjuje ani nie zatrzymuje ich działania. Co najwyżej pewne bodźce środowiskowe mogą służyć do regulacji funkcji zegarów biologicznych.

(b) Roczne rytmy:

Cykliczne rytmy:

Dzień Solary, dzień księżycowy, rytmy pływowe, rytmy miesięczne i roczne są również powszechne wśród zwierząt. Endogenne cykle roczne lub rytmy w ciągu roku były znane u wielu zwierząt, takich jak wiewiórki, warblery i inne ptaki, niektóre raki i ślimaki.

Rytmy w ciągu dnia mają wartość adaptacyjną, jeśli chodzi o czasowe wydarzenia sezonowe i określają poziom aktywności wędrownych, które są wystarczające, aby ptaki mogły dotrzeć do obszarów ich specyficznych dla gatunku obszarów zimowych. Rytmy w ciągu roku również wpływają na czynności gonadialne, cykle reprodukcyjne, metamorfozy i adaptacje na zimno (rozwój futra i płaszcza piór zwierząt w zimie) i tak dalej.

Diapauza u owadów jest bezpośrednio związana z fotoperiopatią. Poczwarki rumianków Apatele wchodzą diapause w fotoperiodach mniej niż 15 godzin, ale pomiń tę przerwę na 16 godzinny fotoperiod. Podobnie, praca eksperymentalna z wieloma gatunkami ptaków pokazała, że ​​cykl reprodukcyjny jest pod kontrolą egzogennego rytmu sezonowego o zmieniających się długościach dnia i endogennej odpowiedzi fizjologicznej w określonym czasie rytmu okołodobowego.

Po sezonie lęgowym badane dotychczas gonady ptaków zostały spontanicznie cofnięte. Jest to okres refrakcji, czas, w którym światło nie może indukować czynności gonad, którego długość jest regulowana przez długość dnia. Krótkie dni przyspieszają zakończenie okresu refrakcyjnego; długie dni przedłużają to. Po zakończeniu okresu refrakcji faza progresywna rozpoczyna się późną jesienią i zimą.

W tym okresie ptaki tuczą się, migrują, a ich rozmnażanie .organy powiększają się. Proces ten można przyspieszyć, wystawiając ptaka na długotrwały fotoperiod. Zakończenie okresu progresywnego wprowadza ptaki w fazę reprodukcyjną. Podobna reakcja fotoperiodyczna występuje u ryb karpiowatych; minnows (patrz Smith, 1977).

Sezonowe cykle fotoperiodyzmu wpływają na cykle lęgowe wielu ssaków, takich jak jeleń (ryc. 11.21) i latająca wiewiórka. Na przykład latająca wiewiórka ma dwa szczyty produkcji ściółki, pierwszą z wczesną wiosną, zwykle w kwietniu, w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych, a drugą późnym latem, zwykle w sierpniu.

6. Wpływ światła na reprodukcję:

U wielu zwierząt (np. Ptaków) światło jest niezbędne do aktywacji gonad i inicjowania rocznych czynności hodowlanych. Stwierdzono, że gonady ptaków stają się aktywne przy zwiększonym oświetleniu w okresie letnim i ulegają regresji podczas krótszych okresów oświetlenia w zimie.

7. Wpływ światła na rozwój:

Światło w niektórych przypadkach (np. Larwy łososia) przyspiesza rozwój, podczas gdy w innych (np. Larwach Mytilus) opóźnia to.

Co więcej, od czasu do czasu wydajność światła słonecznego jest zwiększana przez rozwój plam słonecznych. W wyniku tego nadwyżka energii jest emitowana do przestrzeni, co w naturalny sposób zwiększa moc energii słonecznej w pobliżu Ziemi. Bezpośrednią konsekwencją tego jest większe parowanie wody, które powoduje powstawanie chmur, aby zapobiec większej ekspozycji na światło słoneczne, a tym samym wyrównać temperaturę i zmienić klimat.

Okresowość księżyca:

Można go zdefiniować jako biologiczny rytm, w którym maksima i minima pojawiają się raz lub dwa razy w każdym miesiącu księżycowym w tym samym czasie; jeśli rytm występuje raz na 15 dni (14-77 dni), nazywa się go semilunar; jeśli pojawia się raz na 30 dni, nazywa się księżycowy. Cykl księżycowy lub okresowość kontroluje wiele czynności życiowych. Na przykład algi morskie, Dictyota, produkują swoje granaty w czasie pełni księżyca. Tarło ryb Leuresthes tenuis przebiega w cyklu półksiężycowym. Niektóre robaki wieloskładnikowe wykazują również okresowość księżycową.