Каково значение света в жизни организма и в чем суть закона Хопкинса?

Свет - первичный источникэнергии^, без которого невозможна жизнь на Земле.0н участвует в фотосинтезе, обес­печивая создание растительностью Земли органических со­единений из неорганических, и в этом его важнейшая энер­гетическая функция. Но в фотосинтезе участвует лишь часть спектра — от 380 до 760 нм, которую называют областью физиологически активной радиации (ФАР); на эту область приходится около 44% всей падающей на земную поверхность (на уровне моря) лучистой энергии Солнца – остальная часть солнечного спектра не может служить источником энергии для зеленого растения.

Около 1/3 общего количества солнечной энергии, поступающей на верхнюю границу атмосферы, отражается обратно в мировое пространство, 13 % поглощается озонным слоем стратосферы, 7 % поглощается остальной атмосферой, и лишь половина достигает земной поверхности. Но из этой половины 7 % отражается обратно в мировое пространство. Еще 15 %, поглощаясь земной поверхностью, трансформируется в тепло, которое излучается в тропосферу, что в значительной мере и определяет температуру воздуха. В среднем для всей Земли этот приток солнечного тепла составляет 72 ккал/кв. см в год (или до 5 дж/мин). Он расходуется на таяние льдов и испарение воды, на фотосинтез - основу всей органической жизни, а также на теплообмен между земной поверхностью, атмосферой и водами и между поверхностью и лежащими под ней слоями почвогрунтов.

Однако свет не только энергетический ресурс, но это и важнейший экологический фактор. За пределами видимого спектра и ФАР остаются инфракрасная (ИК) и ультрафиоле­товая (УФ) области. УФ-излучение обладает фотохимическим воздействием, организмы к нему очень чувствительны. ИК-излучение некоторые сухопутные организмы использу­ют для поднятия температуры тела.

Важное значение для растений имеет интенсивность ос­вещения. По отношению к освещенности они подразделя­ются на светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые. Первые не выносят тени, вторые — яркого солнечного све­та, теневыносливые имеют широкий диапазон толерантно­сти к свету.

Свет имеет большое сигнальное значение и вызывает, регуляторные адаптации организмов. Самым надежным сигналом является длина дня — фотопериод. Фотоперио­дизм — это реакция организма на сезонные изменения дли­ны дня, всегда одинаковую в данном месте, в данное время года, что позволяет всем организмам определиться на данной широте со временем года, т.е. временем начала цвете­ния, созревания и т.п. Иными словами, фотопериод — это некое «реле времени», включающее последовательность фи­зиологических процессов в организме.

Развитие живой природы по сезонам года происходит в соответствии с биоклиматическим законом, который носит имя Хопкинса: сроки наступления различных сезонных яв­лений (фенодат) зависят от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря. Значит, чем севернее, вос­точнее и выше местность, тем позже наступает весна и рань­ше осень. Для Европы на каждом градусе широты сроки се­зонных событий наступают через три дня.

Фотопериодизм нельзя отождествлять с обычными внешними суточными ритмами, которые у животных и человека переходят во врожденные свойства вида и стано­вятся внутренними (эндогенными) ритмами. Но в отли­чие от изначально внутренних ритмов они могут отличать­ся от точной цифры — 24 часа — на 15—20 минут, и по­этому их называют циркадными (в переводе — близкие к суткам).

Эти ритмы помогают организму чувствовать время, та­кую способность называют «биологическими часами». Они помогают птицам при перелетах ориентироваться по солн­цу, вообще ориентируют организмы в сложных ритмах при­роды.