Những ảnh hưởng chính của ánh sáng đến động vật là gì? (7 hiệu ứng)

Tác dụng chính của ánh sáng đối với động vật như sau:

Ánh sáng cũng ảnh hưởng đến các khía cạnh khác nhau trong cuộc sống của động vật. Sự phát triển, màu sắc của bộ lông hoặc cơ thể, di cư, sinh sản và màng ngăn bị ảnh hưởng bởi ánh sáng ở các loài côn trùng, chim, cá, bò sát và động vật có vú khác nhau. Nhiều động vật thích ở trong bóng tối, trong khi những con khác như hydroid không thể sống sót khi không có ánh sáng.

Hình ảnh lịch sự: Pictures2.fanpop.com/images/photos/2700000/Big-Cat-Fight-768.jpg

Trong khi thực vật phản ứng với ánh sáng với sự trợ giúp của một số hệ thống sắc tố như diệp lục và phytochrom, trong số các loài động vật, các loại hệ thống thụ thể ảnh khác nhau tồn tại. Chúng bao gồm 'các đốm mắt' bao gồm các hạt amylum như trong Động vật nguyên sinh; ocelli phẳng trong sứa; mắt hố trong dạ dày; mắt mụn nước như trong polychaetes, động vật thân mềm và một số động vật có xương sống; mắt viễn thị ở một số loài cá; mắt ghép trong loài giáp xác và côn trùng; mắt đơn giản hoặc ocelli trong các động vật chân đốt và các thụ thể ánh sáng khác ở động vật khác.

Ánh sáng cũng đã được tìm thấy có ảnh hưởng đến sự phát triển của các cơ quan thị giác này (Tobias 1976). Ví dụ, nhiều động vật sống trong hang động hoặc biển sâu thường có mắt di tích hoặc không có mắt do không có ánh sáng trong những môi trường này. Bathymicrops Regis, loài cá biển sâu (độ sâu 5000 mét) không có mắt. Một số tác dụng quan trọng khác của ánh sáng đối với động vật là như sau:

Ảnh hưởng của ánh sáng đến động vật

1. Ảnh hưởng của ánh sáng đến nguyên sinh chất:

Mặc dù cơ thể của hầu hết các loài động vật vẫn được bảo vệ bởi một số loại cơ thể che phủ các mô động vật khỏi tác động gây chết người của bức xạ mặt trời. Nhưng, đôi khi các tia mặt trời xuyên qua các lớp vỏ như vậy và gây ra sự kích thích, kích hoạt, ion hóa và đốt nóng nguyên sinh chất của các tế bào cơ thể khác nhau. Tia cực tím được biết là gây ra những thay đổi đột biến trong DNA của các sinh vật khác nhau.

2. Ảnh hưởng của ánh sáng đến quá trình trao đổi chất:

Tốc độ trao đổi chất của các động vật khác nhau bị ảnh hưởng rất nhiều bởi ánh sáng. Cường độ ánh sáng tăng dẫn đến sự gia tăng hoạt động của enzyme, tốc độ trao đổi chất nói chung và độ hòa tan của muối và khoáng chất trong nguyên sinh chất. Độ hòa tan của khí tuy nhiên, giảm ở cường độ ánh sáng cao. Động vật sống trong hang động được phát hiện là chậm chạp trong thói quen của chúng và chứa tốc độ trao đổi chất chậm.

3. Tác dụng của ánh sáng đối với sắc tố da:

Ánh sáng ảnh hưởng đến sắc tố ở động vật. Động vật hang động thiếu sắc tố da. Nếu chúng được giữ trong bóng tối trong một thời gian dài, chúng sẽ lấy lại sắc tố da. Da sẫm màu của cư dân vùng nhiệt đới cũng cho thấy tác động của ánh sáng mặt trời đối với sắc tố da. Sự tổng hợp của sắc tố da phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời.

Ánh sáng cũng xác định mô hình đặc trưng của sắc tố của các động vật khác nhau phục vụ cho động vật trong sự lưỡng hình tình dục và màu sắc bảo vệ. Động vật sống dưới đáy đại dương nơi môi trường đơn điệu, mặc dù sắc tố không thể hiện các mô hình trong màu sắc của chúng.

4. Ảnh hưởng của ánh sáng đến chuyển động của động vật:

Ảnh hưởng của ánh sáng đến sự di chuyển của động vật là rõ ràng ở động vật bậc thấp. Chuyển động định hướng định hướng về phía trước và ra khỏi một nguồn ánh sáng được gọi là phototaxis. Các động vật quang hóa tích cực như Euglena, Ranatra, v.v., di chuyển về phía nguồn sáng, trong khi các động vật quang điện âm như hành tinh, giun đất, sên, sáo, siphonophores, v.v., di chuyển ra khỏi nguồn sáng.

Các cơ chế tăng trưởng theo hướng ánh sáng được gọi là phototropism xảy ra ở động vật không xương. Phototropism cũng bao gồm chuyển động đáp ứng của một số bộ phận cơ thể của một số động vật hoạt động đối với kích thích ánh sáng, chẳng hạn như chuyển động của lá cờ của Euglena đối với ánh sáng và chuyển động của polyp của nhiều coelenterate.

Vận tốc hoặc tốc độ chuyển động của một số loài động vật cũng được điều chỉnh bằng ánh sáng. Nó đã được quan sát thấy rằng động vật khi phản ứng với ánh sáng làm giảm tốc độ chuyển động của chúng và những chuyển động không định hướng này được gọi là photokinesis. Photokinesis có thể là một sự thay đổi trong vận tốc tuyến tính (rheokinesis) hoặc theo hướng quay (klinokinesis).

Trong quá trình quang hóa khi chỉ một phần cơ thể của động vật luôn lệch khỏi nguồn sáng, phản ứng được gọi là photoklinokinesls. Ấu trùng của Musca trong nước cho thấy các phong trào như vậy. Khi động vật phải đối mặt với hai ánh sáng có độ sáng bằng nhau, chúng di chuyển tới hoặc đi đến một vị trí cách khoảng cách giữa hai đèn.

Điều này được gọi là phototropotaxis. Thu hút con đực về phía xác thịt của con cái được gọi là telotaxis. Chuyển động của động vật ở một góc không đổi về phía nguồn sáng được gọi là phản ứng la bàn ánh sáng hoặc hướng thiên thể.

Thiên hướng:

Một số sinh vật, đặc biệt là động vật chân đốt, chim và cá, sử dụng cảm giác thời gian của chúng như một sự trợ giúp để tìm đường từ khu vực này sang khu vực khác. Để tự định hướng, các động vật sử dụng mặt trời, mặt trăng hoặc các ngôi sao như một la bàn. Để làm điều này, họ sử dụng cả đồng hồ sinh học và quan sát của họ về vị trí phương vị của mặt trời liên quan đến một hướng xác định. Góc phương vị là góc giữa một đường cố định trên bề mặt trái đất và hình chiếu hướng của mặt trời lên bề mặt.

Sử dụng mặt trời làm điểm tham chiếu liên quan đến một số vấn đề đối với động vật vì mặt trời di chuyển. Các góc mục tiêu thay đổi trong suốt cả ngày. Nhưng động vật sử dụng mặt trời làm tài liệu tham khảo, điều chỉnh hướng của chúng bằng cách nào đó. Định hướng thiên thể như vậy đã được quan sát thấy ở cá, rùa, thằn lằn, hầu hết các loài chim và động vật không xương sống như kiến, ong, nhện sói và rầy cát.

5. Photoperiodism và đồng hồ sinh học:

Thường xuyên xảy ra các chu kỳ Ánh sáng (ban ngày và bóng tối (ban đêm) hàng ngày đã được biết là có ảnh hưởng sâu sắc đến hành vi và sự trao đổi chất của nhiều sinh vật. Theo các nhịp điệu môi trường và ánh sáng như vậy là sự chuyển động của trái đất so với mặt trời và mặt trăng.

Vòng quay của trái đất trên trục của nó dẫn đến sự xen kẽ của đêm và ngày. Độ nghiêng của trục trái đất, cùng với cuộc cách mạng hàng năm quanh mặt trời tạo ra các mùa. Phản ứng của các sinh vật khác nhau đối với nhịp điệu môi trường của ánh sáng và bóng tối được gọi là photoperiodism. Mỗi chu kỳ hàng ngày bao gồm một khoảng thời gian chiếu sáng và sau đó là một khoảng thời gian tối được gọi là thời kỳ ảnh.

Thuật ngữ photophase và scatophase đôi khi được sử dụng để biểu thị thời kỳ của ánh sáng và thời kỳ của bóng tối tương ứng. Các động vật khác nhau đã tiến hóa thích nghi hình thái, sinh lý, hành vi và sinh thái khác nhau trong quá trình tiến hóa của chúng với các photoperiod khác nhau, cung cấp cho chúng thông tin về môi trường liên quan đến cường độ của ánh sáng tự nhiên.

(a) Phản hồi hàng ngày:

Nhịp sinh học:

Cuộc sống phát triển dưới tác động của những thay đổi môi trường hàng ngày và theo mùa, do đó, điều tự nhiên là thực vật và động vật sẽ có một số nhịp điệu hoặc mô hình cho cuộc sống của chúng sẽ đồng bộ hóa chúng với những biến động trong môi trường. Trong nhiều năm, các nhà sinh vật học đã bị thu hút bởi các phương tiện mà các sinh vật giữ nhịp hoạt động của chúng trong 24 giờ, bao gồm các hiện tượng như chuyển động hàng ngày của lá và cánh hoa ở thực vật, giấc ngủ và sự thức giấc của động vật và sự xuất hiện của côn trùng trường hợp nhộng (Hình 11 20).

Đã có lúc các nhà sinh học nghĩ rằng những nhịp điệu này hoàn toàn ngoại sinh, nghĩa là các sinh vật chỉ phản ứng với các kích thích bên ngoài như cường độ ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ và thủy triều. Nhưng bây giờ điều tra rõ rằng hầu hết các động vật có nhịp điệu nội sinh hoặc nội sinh đồng bộ với nhịp điệu bên ngoài hoặc ngoại sinh của môi trường, do chúng vẫn có thể đo được độ dài của ngày.

Nhịp điệu nội bộ hoặc nội sinh là khoảng thời gian khoảng 24 giờ, trong khi nhịp điệu ngoại sinh hoặc môi trường chính xác là thời gian 24 giờ. Thuật ngữ tuần hoàn (từ tuần hoàn Latinh, về và chết, hàng ngày) đã được sử dụng để biểu thị những nhịp điệu hàng ngày này. Khoảng thời gian của nhịp sinh học, số giờ từ khi bắt đầu hoạt động một ngày đến khi bắt đầu hoạt động tiếp theo, được gọi là chạy tự do.

Photoperiod đóng vai trò cung cấp tín hiệu thời gian, để điều chỉnh các động vật liên quan đến nhịp điệu hàng ngày này. Nhịp sinh học rõ ràng là do nội tâm hoặc nội sinh, ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ, không nhạy cảm với nhiều chất ức chế hóa học, và là bẩm sinh, không được học hỏi hoặc in dấu lên các sinh vật bởi môi trường.

Các đặc tính bẩm sinh của nhịp sinh học được thể hiện bởi một số động vật. Khi Drosophila được giữ trong điều kiện không đổi từ giai đoạn ấu trùng trở đi, chúng vẫn sẽ xuất hiện từ nhộng với nhịp sinh học đều đặn. Trứng gà và thằn lằn được giữ trong điều kiện không đổi tạo ra động vật mà sau đó cho thấy chu kỳ sinh học đều đặn. Nhịp sinh học đã được quan sát thấy ở động vật phù du, annelids polychaete, nhiều loài côn trùng (Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Neuroptera, Coleopteta, Orthoptera, Odonata, v.v.), hầu hết các loài chim và một số loài động vật có vú.

Các sinh vật phù du của biển và hồ cung cấp một ví dụ rất thú vị về nhịp sinh học bằng cách cho thấy những thay đổi về thời gian trong phân bố dọc của chúng. Ví dụ, nhiều copepod và động vật phù du có xu hướng bơi về phía bề mặt vào ban đêm và di chuyển xuống các lớp sâu hơn vào ban ngày (xem Clarke, 1954).

Đảo ngược là đúng với thực vật phù du. Thực vật phù du của hồ Dal, Shrinagar thể hiện sự di chuyển theo chiều ngược lại: chúng có nhiều ở lớp bề mặt vào ban ngày và ở độ sâu 2, 5 mét vào giữa đêm (Kant và Kachroo 1975).

Việc sở hữu nhịp sinh học có thể giải trí theo nhịp điệu môi trường cung cấp cho thực vật và động vật đồng hồ sinh học, là một phần không thể thiếu trong cấu trúc tế bào và là một hệ thống hóa trị rất dễ tiếp nhận các kích thích của môi trường. Đồng hồ sinh học của các động vật khác nhau chạy hoặc dao động liên tục và môi trường không bắt đầu hoặc dừng chức năng của chúng. Tại hầu hết các kích thích môi trường nhất định có thể phục vụ để điều chỉnh các chức năng của đồng hồ sinh học.

(b) Nhịp điệu hàng năm:

Nhịp điệu tuần hoàn:

Ngày độc thân, ngày âm lịch, nhịp điệu thủy triều, nhịp sống hàng tháng và hàng năm cũng là những trường hợp phổ biến ở động vật. Chu kỳ hàng năm nội sinh hoặc nhịp sinh học đã được biết đến ở nhiều loài động vật như sóc đất, chim chích chòe và các loài chim khác, một số loài tôm càng và sên.

Nhịp điệu tuần hoàn có giá trị thích nghi cho các sự kiện theo mùa và xác định mức độ hoạt động di cư chỉ đủ để chim đến khu vực lân cận các khu vực mùa đông cụ thể của loài. Nhịp điệu tuần hoàn cũng ảnh hưởng đến các hoạt động của tuyến sinh dục, chu kỳ sinh sản, biến thái và thích nghi với lạnh (phát triển lông và lông của động vật trong mùa đông), v.v.

Các vết loét ở côn trùng có liên quan trực tiếp đến photoperiod. Con nhộng của Apatele rumicis xâm nhập vào cơ thể ở photoperiods dưới 15 giờ nhưng bỏ qua việc tạm dừng này ở photoperiod 16 giờ. Tương tự như vậy, công việc thí nghiệm với một số loài chim đã chỉ ra rằng chu kỳ sinh sản nằm dưới sự kiểm soát của nhịp sinh học theo mùa ngoại sinh thay đổi độ dài ngày và phản ứng sinh lý nội sinh theo thời gian của nhịp sinh học.

Sau mùa sinh sản, các tuyến sinh dục của các loài chim được nghiên cứu cho đến nay đã được tìm thấy để thoái lui một cách tự nhiên. Đây là thời kỳ chịu lửa, thời điểm ánh sáng không thể tạo ra hoạt động của tuyến sinh dục, thời gian được điều chỉnh theo độ dài ngày. Những ngày ngắn đẩy nhanh việc chấm dứt thời kỳ chịu lửa; ngày dài kéo dài nó. Sau khi giai đoạn chịu lửa hoàn thành, giai đoạn lũy tiến bắt đầu vào cuối mùa thu và mùa đông.

Trong thời kỳ này, chim vỗ béo, chúng di cư và .organs sinh sản của chúng tăng kích thước. Quá trình này có thể được tăng tốc bằng cách cho chim tiếp xúc với một photoperiod dài ngày. Hoàn thành giai đoạn tiến bộ đưa chim vào giai đoạn sinh sản. Một phản ứng photoperiodic tương tự tồn tại trong cá cyprinid; các minnows (xem Smith, 1977).

Các chu kỳ của photoperiodism ảnh hưởng đến chu kỳ sinh sản của nhiều loài động vật có vú như hươu đuôi trắng (Hình 11, 21) và sóc bay. Ví dụ, sóc bay có hai đỉnh sản xuất rác, lần đầu tiên vào đầu mùa xuân, thường là tháng 4, ở Đông Bắc Hoa Kỳ và lần thứ hai vào cuối mùa hè, thường là tháng Tám.

6. Ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh sản:

Ở nhiều loài động vật (ví dụ, chim) ánh sáng là cần thiết để kích hoạt tuyến sinh dục và bắt đầu các hoạt động sinh sản hàng năm. Các tuyến sinh dục của các loài chim được tìm thấy hoạt động với sự chiếu sáng tăng lên trong mùa hè và thoái lui trong thời gian chiếu sáng ngắn hơn vào mùa đông.

7. Ảnh hưởng của ánh sáng đến sự phát triển:

Ánh sáng trong một số trường hợp (ví dụ, ấu trùng Salmon) tăng tốc phát triển, trong khi đó, trong trường hợp khác (ví dụ, ấu trùng Mytilus), nó làm chậm lại nó.

Hơn nữa, đôi khi sản lượng của ánh sáng mặt trời tăng lên do sự phát triển của các vết đen. Kết quả là năng lượng dư thừa này được tỏa ra không gian và điều này tự nhiên làm tăng sản lượng năng lượng mặt trời gần trái đất. Hậu quả trực tiếp của điều này là sự bốc hơi nước lớn hơn dẫn đến sự hình thành của đám mây để tránh tiếp xúc nhiều hơn với ánh nắng mặt trời và do đó để cân bằng nhiệt độ và điều chỉnh khí hậu.

Định kỳ âm lịch:

Nó có thể được định nghĩa là một nhịp sinh học trong đó cực đại và cực tiểu xuất hiện một hoặc hai lần trong mỗi tháng âm lịch cùng một lúc; nếu nhịp xuất hiện một lần trong 15 ngày (14-77 ngày) thì được gọi là semilunar; nếu nó xảy ra một lần trong 30 ngày, nó được gọi là mặt trăng. Chu kỳ mặt trăng hoặc định kỳ kiểm soát nhiều hoạt động sống. Ví dụ, tảo biển, Dictyota, sản xuất các viên ngọc hồng lựu vào thời điểm mùa xuân trăng tròn. Sinh sản của cá, Leuresthes tenuis theo một chu kỳ bán nguyệt. Một số loài giun đa bội cũng biểu hiện tính chu kỳ của mặt trăng.