Свет как экологический фактор Пути расходования энергии

Свет как экологический фактор

Пути расходования энергии на поверхности Земли Солнце Отражается облаками, пылью и поверхностью Земли 19 % 34 % 47 % Достигает Земли Поглощается атмосферой

Состав солнечной радиации УФ Видимый <0. 4 -0. 75 Инфракрасный 0. 75 - 300 Интенсивность радиации 35 30 На границе атмосферы 25 20 15 У земной поверхности 10 5 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1. 0 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2. 0 2. 2 2. 4 Длина волны, мкм 0. 3 Действие на живые организмы 0. 38 0. 71 Физиологическая радиация (ФР) Фотосинтетически активная радиация (ФАР)

Связывание солнечной энергии - фотосинтез Хлоропласт Вакуоль Свет Клетка АДФ Фотосистемы АТФ Тилакоиды Внутренняя часть тилакоида: низкий p. H H+ Строма хлоропласта: высокий p. H

Эффективность использования света растениями Эффективность фотосинтеза: 4% Максимум: 3 -4. 5% - в культурах водорослей Средняя эффективность в различных биомах Тропические леса 1 -3 % Умеренные леса 0. 6 -1. 2 % Сельскохозяйственные культуры 0. 6 % (!!!)

Ослабление освещенности растительным покровом В наземном ярусе – 2 -7% полной освещенности!

Экологические группы растений по отношению к свету Сциофиты Asarum europeum Paris quadrifolia Oxalis acetosella Гелиофиты Capsella bursa-pastoris Potentilla anserina Matricaria matricarioides

Характеристики сциофитов и гелиофитов Признак Гелиофиты Сциофиты Внешний вид Розеточные Прямостоячие Расположение листьев Диффузное Мозаичное Листья Мелкие, рассеченные Крупные, цельные Устьица Много Мало Жилкование Густое Редкое Механические ткани Хорошо развиты Плохо развиты Хлоропласты Мелкие, много Крупные, мало Фиксация CO 2 Встречаются C-4 -растения C-3 -растения

Зависимость интенсивности фотосинтеза от освещенности C 4 -Растения Интенсивность фотосинтеза Сорго Кукуруза Пшеница Гелиофитные травы Сциофитные травы 1% 50% Освещенность 100% C 3 -Растения

Анатомия листьев у C 3 и C 4 -растений C 3 -растения Кутикула Верхний эпидермис Палисадный мезофилл «Обкладка» Сосуды Губчатый мезофилл Нижний эпидермис Устьица C 4 -растения

Ассимиляция CO 2 у C 3 - и C 4 -растений Мезофилл Фосфоглицерат CO 2 Рибулозодифосфат Цикл Кальвина Оксалоацетат CO 2 Фосфосахара Фосфоенолпируват Малат Пируват «Обкладка» CO 2 Углеводы Рибулозодифосфат C 3 -растения C 4 -растения Углеводы Фосфоглицерат Цикл Кальвина Фосфосахара

Роль света в жизнедеятельности животных Действие не физиологические процессы Ориентация в пространстве − Пигментация (меланизация) кожи Органы зрения − Образование некоторых факторов роста (витамин D) − Фотосинсебилизация − Мутагенное действие

Свет как условие ориентации Роль зрительной ориентации – зависит от степени эволюционного развития органов зрения Фототаксис Различают степень освещенности (день-ночь) Восприятие образов Collembola Стигма Простейшие: Euglena Примитивные глазки Примитивные беспозвоночные Сложные глаза Позвоночные и насекомые

Пути адаптации к недостатку света Альтернативные стратегии Рудукция органов зрения Гипертрофия органов зрения Собственный свет (биолюминисценция)

Гипертрофия органов зрения Жизнь при сумеречном освещении может приводить к гипертрофированному развитию глаз, способным улавливать ничтожные доли света Лори Совы

Редукция глаз У постоянных обитателей пещер наблюдается полная или частичная редукция глаз

Биолюминисценция характерна для глубоководных животных, осуществляется за счет симбиоза со светящимися бактериями. Выделение светящейся жидкости – защита от хищников Культура Photobacterium Светящаяся приманка Собственное освещение