Kokie yra svarbiausi šviesos poveikiai gyvūnams? (7 efektai)

Pagrindiniai šviesos efektai gyvūnams yra tokie:

Šviesa taip pat veikia skirtingus gyvūnų gyvenimo aspektus. Pluošto ar kūno augimą, spalvą, migraciją, reprodukciją ir diapausą lemia įvairūs vabzdžiai, paukščiai, žuvys, ropliai ir žinduoliai. Daugelis gyvūnų linkę likti tamsoje, o kiti, pavyzdžiui, hidroidai, neišgyvena be šviesos.

Image Courtesy: images2.fanpop.com/images/photos/2700000/Big-Cat-Fight-768.jpg

Nors augalai reaguoja į šviesą, naudodamiesi keliomis pigmentų sistemomis, kaip chlorofilas ir fitochromas, tarp gyvūnų egzistuoja įvairių rūšių fotoreceptorių sistemos. Tai apima „eyepots“, sudarytas iš prieglobsčio granulių, kaip ir pirmuoniuose; plokščia ašelė medūzose; duobių akys į pilvakojus; vezikulinės akys, tokios kaip poliketas, moliuskai ir kai kurie stuburiniai gyvūnai; tam tikrų žuvų teleskopinės akys; sudėtinės akys vėžiagyvių ir vabzdžių; kitų akių ar ocelli kitų artropodų ir odos šviesos receptorių kitose gyvūnų.

Taip pat nustatyta, kad šviesa veikia šių regėjimo organų vystymąsi (Tobias 1976). Pavyzdžiui, daugelis urvų ar giliavandenių gyvūnų gyvūnai paprastai neturi nei akių, nei akių, nes šiose aplinkose nėra šviesos. Bathymicrops Regis, giliavandenės žuvys (5000 m gylio gylis) neturi akių. Kai kurie kiti svarbūs šviesos padariniai gyvūnams yra tokie:

Šviesos poveikis gyvūnams

1. Šviesos poveikis protoplazmui:

Nors daugumos gyvūnų kūnai lieka saugomi tam tikru kūnu, padengiančiu gyvūnų audinius nuo mirtino saulės spinduliavimo poveikio. Tačiau kartais saulės spinduliai įsiskverbia į tokius dangtelius ir sukelia įvairių kūno ląstelių protoplazmos sužadinimą, aktyvavimą, jonizaciją ir kaitinimą. Yra žinoma, kad ultravioletiniai spinduliai sukelia mutacijų pokyčius įvairių organizmų DNR.

2. Šviesos poveikis metabolizmui:

Įvairių gyvūnų apykaitos greitį labai veikia šviesa. Dėl padidėjusio šviesos intensyvumo padidėja fermentų aktyvumas, bendras metabolinis greitis ir druskų bei mineralų tirpumas protoplazmoje. Tačiau esant dideliam šviesos intensyvumui, dujų tirpumas mažėja. Nustatyta, kad urvų gyvenamieji gyvūnai įprasti įpročiai ir lėtai metabolizuoja.

3. Šviesos poveikis pigmentacijai:

Šviesa veikia gyvūnams pigmentaciją. Urvas gyvūnams trūksta odos pigmentų. Jei jie ilgą laiką laikomi tamsoje, jie susigrąžina odos pigmentaciją. Tropikų žmonių tamsiai pigmentuota oda taip pat rodo saulės šviesos poveikį odos pigmentacijai. Odos pigmento sintezė priklauso nuo saulės spindulių.

Šviesa taip pat lemia būdingus įvairių gyvūnų pigmentų modelius, kurie tarnauja gyvūnams seksualinio dimorfizmo ir apsauginės spalvos. Gyvūnai, kurie gyvena vandenyno gelmėse, kur aplinka yra vienalytė, nors jie yra pigmentuoti, jų spalvos neturi.

4. Šviesos poveikis gyvūnų judėjimui:

Šviesos įtaka gyvūnų judėjimui akivaizdus mažesniems gyvūnams. Orientuoti lokomotyvų judėjimai į šviesos šaltinį ir nuo jo vadinami fototaksika. Teigiami fototaktiniai gyvūnai, tokie kaip Euglena, Ranatra ir tt, pereina prie šviesos šaltinio, o neigiamai fototaktiniai gyvūnai, tokie kaip plananarai, sliekai, šliuzai, sifonoforai ir tt, nutolsta nuo šviesos šaltinio.

Šviesos nukreipti augimo mechanizmai vadinami fototropizmėmis, atsirandančiomis nepageidaujamų gyvūnų. Fototropizmai taip pat apima tam tikro aktyvaus gyvūno kūno dalies reagavimą į šviesos stimulą, pvz., Euglena vėliavos judėjimą link daugelio koelenteratų polipų judėjimo.

Tam tikrų gyvūnų judėjimo greitį arba greitį taip pat reguliuoja šviesa. Pastebėta, kad gyvūnai, reaguojant į šviesą, mažina jų judėjimo greitį ir šie judesiai, kurie nėra nukreipti, vadinami fotokinezėmis. Fotokinezė gali būti linijinio greičio (reokinezės) arba sukimosi krypties (klinokinesis) pokytis.

Fotokinezės metu, kai tik viena gyvūno kūno dalis nukrypsta nuo šviesos šaltinio, reakcija vadinama photoklinokinesls. Tokie judesiai rodomi „Musca“ namuose. Kai gyvūnai susiduria su dviem vienodo ryškumo žibintais, jie pereina į arba atokiau į padėtį, kuri yra atstumas tarp dviejų šviesų.

Tai vadinama fototropotika. Vyrų pritraukimas į moters kūną vadinamas telotaxiu. Gyvūnų judėjimas pastoviu kampu link šviesos šaltinio vadinamas šviesa kompaso reakcija arba dangiškoji orientacija.

Dangaus orientacija:

Kai kurie organizmai, ypač nariuotakojai, paukščiai ir žuvys, laiko laiko prasme, kaip pagalbai rasti kelią iš vienos srities į kitą. Norėdami orientuotis, gyvūnai kaip kompasą naudoja saulę, mėnulį ar žvaigždes. Norėdami tai padaryti, jie naudojasi ir savo biologiniu laikrodžiu, ir stebėjimais dėl azimutinės saulės padėties, palyginti su nustatyta kryptimi. Azimutas yra kampas tarp fiksuotos linijos ant žemės paviršiaus ir saulės krypties projekcijos ant paviršiaus.

Naudojant saulę kaip atskaitos tašką gyvūnams kyla tam tikrų problemų, nes saulė juda. Tikslinis kampas keičiasi visą dieną. Tačiau gyvūnai, kurie naudoja saulę kaip nuorodą, kažkaip ištaiso jų orientaciją. Tokia dangaus orientacija buvo pastebėta žuvyse, vėžliai, driežai, dauguma paukščių ir tokių bestuburių, kaip skruzdėlės, bitės, vilkų vorai ir smėlio talpyklos.

5. Fotoperiodizmas ir biologiniai laikrodžiai:

Reguliariai pasireiškiantys dienos šviesos ciklai (dieną ir tamsą (naktį) turėjo didelę įtaką daugelio organizmų elgesiui ir medžiagų apykaitai. Šių aplinkos šviesos ir tamsos aplinkos ritmų pagrindas yra žemės judėjimas saulėje ir Mėnulis.

Žemės apsisukimas ant ašies sukelia naktį ir dieną. Žemės ašies pakreipimas kartu su metine revoliucija aplink saulę sukuria sezonus. Įvairių organizmų atsakas į šviesos ir tamsos aplinkos ritmus vadinamas fotoperiodizmu. Kiekvienas dienos ciklas, įskaitant apšvietimo periodą, po kurio tamsos laikotarpis, vadinamas foto laikotarpiu.

Terminas photophase ir scatophase kartais vartojamas šviesos laikotarpiui ir tamsos laikotarpiui žymėti. Įvairūs gyvūnai evoliucijos metu išsivystė skirtingais morfologiniais, fiziologiniais, elgesio ir ekologiniais pritaikymais į įvairius fotoperiodus, kurie suteikia jiems informaciją apie natūralios šviesos intensyvumą.

a) Dienos atsakymai:

Cirkadiniai ritmai:

Gyvenimas pasikeitė kasdieninių ir sezoninių aplinkos pokyčių įtakoje, todėl natūralu, kad augalai ir gyvūnai turėtų savo gyvenimo ritmą ar modelį, kuris juos sinchronizuotų su aplinkos svyravimais. Biologai jau daugelį metų intrigavo būdais, kuriais organizmai visą parą veikė ritmu, įskaitant tokius reiškinius kaip kasdieninis lapų ir žiedlapių judėjimas augaluose, gyvūnų miegas ir budrumas bei vabzdžių atsiradimas. kūdikiams (11 pav. 20).

Vienu metu biologai manė, kad šie ritmiškumas buvo visiškai egzogeniniai, ty organizmai reagavo tik į išorinius stimulus, tokius kaip šviesos intensyvumas, drėgmė, temperatūra ir potvyniai. Tačiau dabar gerai ištirta, kad dauguma gyvūnų turi vidinius arba endogeninius ritmus sinchroniškai su išoriniais ar išoriniais aplinkos ritmais, dėl kurių jie gali matuoti dienos trukmę.

Vidiniai arba endogeniniai ritmai yra maždaug 24 valandų trukmės, o egzogeniniai arba aplinkos ritmai yra tiksliai 24 valandų trukmės. Terminas „dienraštis“ (iš lotynų kalbos, apie ir miršta, kasdien) buvo naudojamas šiems kasdieniams ritmams žymėti. Cirkadinio ritmo laikotarpis, valandų skaičius nuo vienos veiklos pradžios dienos iki veiklos pradžios kitame, vadinamas laisvu bėgimu.

Fotoperiodas atlieka laiko signalų teikimą, atitinkamų gyvūnų koregavimą šiems kasdieniams ritmams. Atrodo, kad cirkadinis ritmas yra vidaus varomoji jėga arba endogeninis, mažai kinta dėl temperatūros pokyčių, yra nejautrus daugeliui cheminių inhibitorių ir yra įgimtas, nėra išmestas iš organizmų arba yra įspaustas ant jų.

Cirkadinis ritmas pasižymi keliais gyvūnais. Kai Drosophila yra laikoma pastoviomis sąlygomis nuo lervų etapo, jie vis dar išeis iš reguliariai cirkadinio ritmo. Vištienos kiaušiniai ir driežai, laikomi pastoviomis sąlygomis, gamina gyvūnus, kurie vėliau turi reguliarų cirkadinį ciklą. Cirkadiniai ritmai buvo pastebėti zooplanktonuose, poliaketiniuose aneliduose, daugelyje vabzdžių (Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Neuroptera, Coleopteta, Orthoptera, Odonata ir tt), dauguma paukščių ir tam tikrų žinduolių.

Jūros ir ežerų planktonai suteikia labai įdomų cirkadinio ritmo pavyzdį, rodydami jų vertikalaus pasiskirstymo per parą pokyčius. Pvz., Daugelis koppodų ir zooplanktonų naktį linksta plaukti į paviršių ir per dieną judėti žemyn iki gilesnių sluoksnių (žr. Clarke, 1954).

Atvirkštinis yra tiesa fitoplanktonams. Dal ežero fitoplanktonai, Šrinagaras, per parą vyksta judesiais atvirkštine tvarka: jie yra daugiausiai paviršiaus sluoksnyje dienos metu ir 2, 5 metrų gylyje naktį (Kant ir Kachroo 1975).

Cirkadinis ritmas, kuris gali būti įtrauktas į aplinkos ritmus, suteikia augalams ir gyvūnams biologinį laikrodį, kuris yra neatskiriama ląstelių struktūros dalis ir yra chemosensorinė sistema, kuri yra labai jautri aplinkos stimulams. Įvairių gyvūnų biologiniai laikrodžiai nuolat vyksta ar virpesiai, o aplinka nepradeda arba stabdo jų funkcijų. Biologinių laikrodžių funkcijoms reguliuoti dažniausiai gali būti naudojami tam tikri aplinkos stimulai.

b) Metiniai ritmai:

Kasmetiniai ritmai:

Gyvūnai dažniausiai pasitaiko saulės dieną, mėnulio dieną, potvynių ritmus, mėnesinius ir metinius ritmus. Endogeniniai vienmečiai ar ritminiai ritmai buvo žinomi daugeliui gyvūnų, pvz., Žemės voverės, kūdikiai ir kiti paukščiai, kai kurie vėžiai ir strypeliai.

Apskritai ritminiai ritmai yra pritaikomi vertę pagal sezoninius įvykius ir nurodo migruojančios veiklos lygius, kurie yra pakankami, kad paukščiai pasiektų jų rūšį - konkrečius žiemos ketvirčius. Apskritai ritminiai ritmai taip pat veikia gonadialinę veiklą, reprodukcinius ciklus, metamorfozę ir prisitaikymą prie šalčio (žieminių kailių ir plunksnų paltų vystymas) ir pan.

Vabzdžių diapausas yra tiesiogiai susijęs su fotoperiodu. „Apatele rumicis“ kūdikiai į diapausą patenka mažiau kaip 15 valandų, bet praleidžia šią pertrauką 16 valandų fotoperiodu. Be to, eksperimentinis darbas su daugeliu paukščių rūšių parodė, kad reprodukcinis ciklas yra kontroliuojamas egzogeniniu sezoniniu besikeičiančio dienos ilgio ritmu ir endogeniniu fiziologiniu atsaku, kurį laiko dienraščio ritmas.

Po veisimo sezono iki šiol ištirtų paukščių gonadai spontaniškai regresavo. Tai atspari periodas, kai šviesa negali sukelti gonadų aktyvumo, kurio trukmę reguliuoja dienos ilgis. Trumpos dienos paspartina ugniai atsparaus laikotarpio nutraukimą; ilgas dienas ją pratęsti. Pasibaigus ugniai atspariam laikotarpiui, progresuojanti fazė prasideda vėlyvą rudenį ir žiemą.

Per šį laikotarpį paukščiai nužudė, migruoja, o jų reprodukciniai .organs didėja. Šį procesą galima pagreitinti, jei paukštis patenka į ilgą dienos fotoperiodą. Pažangaus laikotarpio pabaigoje paukščiai patenka į reprodukcinę stadiją. Panašus fotoperiodinis atsakas egzistuoja žuvies žuvyse; minnows (žr. Smith, 1977).

Sezoniniai fotoperiodizmo ciklai įtakoja daugelio žinduolių, pvz., Baltojo elnio (11.21 pav.) Ir plaukiojančios voverės veisimo ciklus. Pavyzdžiui, plaukiojantieji voveriai turi du pakratų smailes: pirmuosius ankstyvą pavasarį, paprastai balandžio mėnesį, Šiaurės rytų JAV, o antrąjį - vasaros pabaigoje, paprastai rugpjūtį.

6. Šviesos poveikis reprodukcijai:

Daugeliui gyvūnų (pvz., Paukščių) šviesa yra būtina lytinių liaukų aktyvavimui ir kasmetinei veisimui. Nustatyta, kad paukščių gonadai aktyviai auga vasarą, o žiemą - per trumpesnį apšvietimą.

7. Šviesos poveikis vystymuisi:

Kai kuriais atvejais šviesa (pvz., Lašišų lervos) spartina vystymąsi, tuo tarpu kitose (pvz., Mytilus lervos) ji ją stabdo.

Be to, retkarčiais saulės spindulių plėtra padidina saulės šviesos produkciją. Dėl šios perteklinės energijos spinduliuojama į erdvę ir tai natūraliai padidina saulės energijos produkciją prie žemės. Tiesioginė šios pasekmės pasekmė yra didesnis vandens garavimas, dėl kurio debesys susidaro, kad būtų išvengta daugiau saulės spindulių ir taip išlyginama temperatūra bei modifikuotas klimatas.

Mėnulio periodiškumas:

Jis gali būti apibrėžiamas kaip biologinis ritmas, kuriame maksimalūs ir minimalūs rodikliai vienu metu atsiranda vieną ar du kartus per mėnesį; jei ritmas vyksta kartą per 15 dienų (14–77 dienas), tai vadinama pusiaujame; jei tai įvyksta kartą per 30 dienų, tai vadinama mėnulio. Mėnulio ciklas ar periodiškumas kontroliuoja daugybę gyvenimo sąlygų. Pavyzdžiui, jūros dumbliai, Dictyota, gamina savo granatus pilno mėnesio pavasarį. Žuvų neršimas, Leuresthes tenuis, seka pusiaužeminę ciklą. Be to, tam tikriems poliestetiniams kirminams būdingas mėnulio periodiškumas.