Home / Trang Trại / Ánh sáng ảnh hưởng đến động vật, sinh vật như thế nào

Ánh sáng ảnh hưởng đến động vật, sinh vật như thế nào

/

Ánh sáng cũng như nhiệt độ, độ ẩm vừa là yếu tố điều chỉnh, vừa là yếu tố giới hạn đối với đời sống của sinh vật.

ảnh hưởng của ánh sáng

1. Ý nghĩa của ánh sáng đối với đời sống của sinh vật

Ánh sáng cũng như nhiệt độ, độ ẩm vừa là yếu tố điều chỉnh, vừa là yếu tố giới hạn đối với đời sống của sinh vật.

Tất cả các sinh vật trên Trái Đất đều sống nhờ vào năng lượng của ánh sáng Mặt Trời. Thực vật cần ánh sáng như động vật cần thức ăn nên ánh sáng được coi là “nguồn sống” của nó. Thực vật thu nhận năng lượng ánh sáng mặt trời một cách trực tiếp qua quá trình quang hợp. Động vật thì phụ thuộc vào năng lượng hoá học được tổng hợp từ cây xanh. Còn một số sinh vật dị dưỡng như nấm, vi khuẩn trong quá trình sống cũng sử dụng một phần năng lượng ánh sáng.

Tuỳ theo cường độ và thành phần tia sáng mà ánh sáng có ảnh hưởng nhiều hay ít đến đời sống của sinh vật.

2. Sự phân bố và thành phần quang phổ ánh sáng mặt trời

Năng lượng bức xạ Mặt trời chiếu xuống mặt Trái đất không đồng đều. Càng lên cao lớp không khí càng mỏng nên ánh sáng càng mạnh. Vùng xích đạo có tia sáng chiếu thẳng góc nên ánh sáng mạnh. Càng xa xích đạo ánh sáng càng yếu, ngày kéo dài. Mặt khác, sự phân bố ánh sáng còn thay đổi theo thời gian trong năm. Mùa hè ánh sáng mạnh và ngày kéo dài hơn, còn mùa đông thì ngược lại.

Năng lượng mặt trời chiếu xuống đất ở dạng sóng điện từ, có độ dài bước sóng 290-340.000nm và chia làm ba phần:

2.1. Tia tử ngoại

là tia sáng ngắn từ 10 đến 380nm mắt thường không nhìn thấy. Hầu hết các tia sóng ngắn nhỏ hơn 290nm gây độc cho cơ thể sinh vật bị lớp khí quyển hấp thụ ở độ cao 25-30km. Chỉ có những tia có độ dài sóng 290-380nm xuống đến mặt đất.

Tia tử ngoại có khả năng ức chế sinh trưởng, phá hoại tế bào nhưng với một lượng nhỏ thì có tác dụng kích thích sự hình thành vitamin D ở động vật và antoxian ở thực vật.

2.2. Ánh sáng nhìn thấy

có độ dài bước sóng 380-780nm gồm nhiều tia có màu sắc khác nhau: tia tím (380-430nm;) tia xanh (430-490nm); tia lục (490-570nm); tia vàng (570-600nm), tia đỏ (600-780nm).

Tia sáng nhìn thấy mà chủ yếu là tia xanh và tia đỏ cung cấp năng lượng chủ yếu cho quang hợp của thực vật và các hoạt động sinh lý khác của động vật như hoạt động thị giác, thần kinh và sinh sản.

2.3. Tia hồng ngoại

có độ dài bước sóng lớn 780-340.000mm, mắt thường không nhìn thấy được. Các tia này chủ yếu chỉ có vai trò sinh sản ra nhiệt.

Ngoài ra, sự phân bố ánh sáng còn phụ thuộc vào kiểu của quần xã thực vật. Chẳng hạn, trong các rừng rậm rạp ánh sáng phân bố chủ yếu ở tầng trên cùng của tán lá, còn rừng thưa và cây nông nghiệp ánh sáng phân bố đều ở các lớp của tán lá.

ảnh hưởng của ánh sáng
Phân bố ánh sáng trong các kiểu quần xã thực vật khác nhau (các số và mũi tên chỉ tia sáng chiếu tới lá; R: tỉ lệ tia sáng phản xạ trên tán lá, a: rừng nhiều tầng hỗn; b: rừng thông; c: cánh đồng hoa hướng dương; d: cánh đồng ngô (Larcher, 1980)

3. Ảnh hưởng của ánh sáng tới hình thái, giải phẫu và sinh lý của thực vật

3.1. Các nhóm cây thích nghi với điều kiện ánh sáng khác nhau

Mỗi một loài cây có nhu cầu về ánh sáng không giống nhau. Có ba nhóm cây thích nghi với các điều kiện chiếu sáng khác nhau:

3.1.1. Nhóm các cây ưa sáng

Bao gồm những cây sống ở nơi quang đãng, ở thảo nguyên, sa van, rừng thưa, núi cao và hầu hết các cây nông nghiệp. Đại diện của nhóm cây này: cây gỗ tếch, phi lao, bồ đề, xà cừ, các cây họ lúa, họ đậu.

Các cây ưa sáng tạo nên sản phẩm quang hợp cao khi điều kiện chiếu sáng tăng lên, nhưng thường sản phẩm quang hợp đạt cực đại không phải trong điều kiện cường độ chiếu sáng cực đại mà ở cường độ vừa phải.

3.1.2. Nhóm các cây ưa bóng

Gồm những cây sống ở nơi ít ánh sáng và ánh sáng tán xạ chiếm chủ yếu như ở dưới tán rừng, trong các hang động. Đại diện của nhóm cây này: cây dọc, cây kim, vạn niên thanh, nhiều loài thuộc họ Cà phê, họ Gừng. Thường các cây ưa bóng cho sản phẩm quang hợp cao ở cường độ chiếu sáng thấp.

3.1.3. Nhóm các cây chịu bóng

Gồm những loài cây sống dưới ánh sáng vừa phải. Nhóm cây chịu bóng được coi là nhóm trung gian giữa hai nhóm trên, nhưng nhịp điệu quang hợp tăng khi sống ở nơi chiếu sáng tốt. Đại diện của nhóm cây này: cây ràng ràng, cây dấu rác.

Do những đặc tính trên mà thực vật sống phân tầng, tạo nên những tầng ưa sáng và vụt sáng, dưới chúng là các cây ưa bóng. Nơi ít ánh sáng là những cây chịu bóng. Nhiều loại thực vật có khả năng thích nghi cao với điều kiện chiếu sáng. Chẳng hạn cây ưa sáng vẫn phát triển trong bóng râm và ngược lại cây chịu bóng vẫn không bị tổn thương ngoài sáng.

Ngoài ra, nhu cầu về độ chiếu sáng của cây còn phụ thuộc vào lứa tuổi. Khi cây còn nhỏ phần lớn các cây là cây chịu bóng, cây càng lớn tính chịu bóng càng giảm. Ví dụ: cây mỡ khi còn non lá cây chịu bóng, sau 2-3 năm chuyển sang cây ưa sáng.

Liên quan với độ dài chiếu sáng, thực vật còn được chia thành nhóm cây ngày dài và cây ngày ngắn. Cây ngày dài là cây ra hoa hết trái cần pha sáng nhiều hơn pha tối. Ngược lại, cây ngày ngắn đòi hỏi độ dài chiếu sáng khi ra hoa kết trái ngắn hơn.

3.2. Ảnh hưởng của ánh sáng tới hình thái và giải phẫu của cây

Nhiều loài cây có tính hướng sáng (biểu hiện cây cong về phía ánh sáng). Hiện tượng này thường thấy rõ ở các cây mọc ven rừng, dọc đường phố có nhà cao hoặc bên cửa sổ.

Các cây mọc trong rừng thường có thân cao, thẳng, cành chỉ tập chung ở phần ngọn còn các cành ở phía dưới héo và rụng sớm. Đó là hiện tượng tỉa cành tự nhiên. Ngược lại, các cây mọc ở nơi trống trải, nơi có ánh sáng mạnh thường có thân thấp nhiều cành và tán cây rộng.

Trong các bộ phận của cây thì lá cây chịu nhiều ảnh hưởng của sự thay đổi ánh sáng, biểu hiện ở cách sắp xếp trên cành, hình thái và giải phẫu. Thường lá cây dưới tán nằm ngang để nhận được nhiều ánh sáng tán xạ, còn lá cây ở tầng trên xếp nghiêng để tránh những tia sáng chiếu thẳng góc vào bề mặt lá bên dưới, những cây có lá nằm ngang thường có sự sắp xếp xen kẽ nhau, nhờ đó mà các lá phía dưới có thể nhận được ánh sáng.

Lá cây ở nơi có nhiều ánh sáng như ở phần ngọn cây thì thường có phiến nhỏ, dày, cứng, có màu xanh nhạt, có nhiều gần còn lá cây ở trong tán bị che bóng có nhiều phiến lớn, mỏng gân ít, có màu xanh sẫm. Khi nhiệt độ không khí lên cao hơn 30°C thì một số cây thuộc họ Trinh nữ, họ Đậu,… lá thường cuộn lại để giảm khả năng tiếp nhận ánh sáng.

3.3. Ảnh hưởng của ánh sáng tới hoạt động sinh lý của cây

Cường độ và thời gian chiếu sáng, thành phần quang phổ ánh sáng có ảnh hưởng lớn đến hoạt động quang hợp, hô hấp thoát hơi nước, nảy mầm của hạt, nảy chồi và rụng lá. Chẳng hạn, cây ưa sáng nhiệt đới có cường độ quang hợp cao dưới ánh sáng mạnh, cây ưa bóng có khả năng quang hợp ở ánh sáng yếu và hô hấp cũng yếu. Dưới ánh sáng mạnh, cường độ quang hợp lá cây ưa bóng yếu hơn cây ưa sáng, là bởi vì ánh sáng mạnh làm cho nhiệt độ lá tăng cao, quá trình thoát hơi nước của lá cây ưa bóng tăng mạnh làm lá mất nước dẫn tới quang hợp giảm.

Cường độ hô hấp của lá cây ngoài sáng cao hơn lá cây trong bóng. Ngoài ra cường độ hô hấp cùng với thoát hơi nước cao giúp làm giảm nhiệt độ trong lá.

Thời gian chiếu sáng càng dài thì các cây vùng ôn đới phát triển nhanh, ra hoa sớm, ngược lại phần lớn cây nhiệt đới nếu kéo dài thời gian chiếu sáng thì cây sẽ ra hoa muộn.

3.4. Ảnh hưởng của ánh sáng đến khả năng định hướng và sinh sản của động vật

Các nhóm động vật thích nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau. Khác với thực vật, ánh sáng không có giới hạn thích hợp đối với động vật. Hầu hết các loài động vật đều có khả năng phát triển trong tối và ngoài sáng, mặc dù tác động của các loài bức xạ ánh sáng không phải không ảnh hưởng đến các quá trình trao đổi chất ở động vật. Tuy nhiên, động vật cũng chia thành hai nhóm:

3.4.1. Nhóm động vật ưa sáng

Là những loài chịu được giới hạn rộng về độ dài sóng, cường độ và thời gian chiếu sáng. Nhóm này bao gồm các loài động vật hoạt động ban ngày.

3.4.2. Nhóm động vật ưa tối

Là những loài chỉ có thể chịu được giới hạn ánh sáng hẹp. Nhóm này bao gồm các loài động vật hoạt động về ban đêm, sống trong hang, trong đất hay ở đáy biển.

4. Ánh sáng và sự định hướng của động vật

Ánh sáng là điều kiện cần thiết để động vật nhận biết các vật và định hướng trong không gian. Đối với nhóm động vật hoạt động ban ngày thường có cơ quan tiếp nhận ánh sáng.

Ở động vật bậc thấp cơ quan này là các tế bào cảm quang phân bố khắp cơ thể, chúng không có khả năng nhận biết được hình ảnh của sự vật, nhưng phân biệt được sự dao động của độ chiếu sáng xen kẽ giữa ánh sáng và bóng tối. Còn ở động vật bậc cao chúng tập trung thành cơ quan thị giác. Ở một số nhóm động vật như côn trùng, châu chấu, động vật có xương sống, nhất là chim, thú cơ quan thị giác rất phát triển cho phép chúng nhận biết được hình dạng, kích thước màu sắc, và khoảng cách của sự vật. Do vậy, động vật thường có màu sắc, đôi khi rất sặc sỡ (côn trùng) như những tín hiệu sinh học. Thường những loài ưa hoạt động ban đêm, màu sắc không phát triển và thân thường màu sẫm. Ở dưới biển, nơi thiếu ánh sáng cơ quan thị giác của động vật có khuynh hướng mở to hoặc còn dính trên các cuống thịt, xoay quanh bốn phía để mở rộng tầm nhìn. Còn ở những vùng không có ánh sáng, cơ quan thị giác tiêu giảm hoàn toàn, thay vào đó là cơ quan xúc giác và cơ quan phát sáng. Cơ quan phát sáng phát ra ánh sáng lạnh (gọi là ánh sáng sinh học) để nhận biết đồng loại hoặc sử dụng trong các mục đích khác như để bắt mồi…

Khả năng cảm nhận những tia sáng của quang phổ mặt trời khác nhau ở các loài động vật khác nhau. Ví dụ các loài ong cảm nhận vùng quang phổ sóng ngắn.

Nhờ khả năng nhận biết các vật chiếu sáng mà động vật có thể định hướng đi xa và trở về nơi ở cũ. Chẳng hạn, chim di cư tránh mùa đông nhờ định hướng theo ánh sáng mặt trời và các tia sáng từ các vì sao. Vào ban đêm, kiến bò trên đường mòn nhờ ánh sáng Mặt trăng.

Khả năng định hướng đặc biệt phát triển ở ong. Chúng định hướng theo vị trí của mặt trời. Nếu mặt trời bị lấp sau đám mây, ong sẽ định hướng theo ánh sáng phân cực của bầu trời.

Nhiều công trình nghiên cứu đã đi đến kết luận rằng khả năng dựa vào hướng mặt trời để định hướng bay là khả năng bẩm sinh của động vật, nó được hình thành trong quá trình chọn lọc tự nhiên và trở thành bản năng. Còn khả năng biết chính xác tốc độ di chuyển của mặt trời là tập nhiễm.

Ánh sáng thay đổi theo chu kỳ: chu kỳ ngày đêm, chu kỳ tuần trăng, chu kỳ mùa. Tính nhịp điệu của ánh sáng khắc sâu vào đời sống của sinh vật, tạo nên một nhịp điệu sinh học chuẩn xác ở chúng.

5. Ánh sáng và sự sinh sản ở động vật

Cường độ và thời gian chiếu sáng có ảnh hưởng tới hoạt động sinh sản và sự sinh trưởng của nhiều loài động vật. Chẳng hạn nếu tăng cường độ chiếu sáng sẽ rút ngắn thời gian phát triển ở cá hồi. Cá hồi thường đẻ trứng vào mùa thu nhưng cũng có thể đẻ trứng vào mùa xuân hoặc mùa hè nếu điều chỉnh được cường độ và thời gian chiếu sáng giống như điều kiện chiếu sáng của mùa thu.

Khi thời gian chiếu sáng cùng với độ ẩm và nhiệt độ không phù hợp sẽ gây ra hiện tượng tạm ngừng hoạt động sinh dục và phát triển (đó là hiện tượng đình dục). Hiện tượng này có thể quan sát được ở nhiều loài sâu bọ.

Bên cạnh đó, có một số loài sinh vật có khả năng tự phát sáng như loài giun nhiều tơ. Tín hiệu này ngoài ý nghĩa sinh thái là làm lóa mắt và đánh lạc hướng kẻ thù còn thu hút các cá thể khác giới hoạt động sinh dục trong mùa sinh sản.

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :