Свет

Специфика спектра солнечной радиации у поверхности Земли (по сравнением с таковым за пределами земной атмосферы) связана с молекулярным и аэрозольным рассеянием, поглощением на крупных частицах (капли воды, пыль), поглощением парами воды, диоксидом углерода, озоном и другими оптически активными компонентами атмосферы. Наиболее характерные особенности солнечного спектра заключаются в наличии двух резких и глубоких минимумов в диапазонах длин волн 390—400 и 430—440 нм. Примечательно, что первый из них совпадает с максимумом поглощения морфина — обязательного структурного компонента молекулы тетрапиррольных пигментов (хлорофилла, цитохромов, гемоглобина и др.). Второй выраженный минимум в спектре соответствует максимуму поглощения каротиноидов — важных растительных пигментов изопреноидной природы. Считается, что эти совпадения не случайны. Дело в том, что биомолекулы, спектральные максимумы поглощения которых находятся в областях резких перепадов интенсивности солнечной радиации, могут регулировать вероятность своего фотовозбуждения за счет конформационных перестроек (т.е. изменения пространственной организации) и связанных с ними сдвигов положения максимума поглощения в сторону уменьшения или увеличения интенсивности света в данной области спектра Солнца. Предполагают, что данное свойство пигментов имеет существенное значение для регуляции физиологических процессов, протекающих при участии света (фотосинтез у растений, зрение у животных и др.).

Спектральный состав солнечного излучения следующий.

Ультрафиолетовый свет составляет 10% от общего солнечного излучения; длина волны < 300 нм; биологическое значение: фотохимические реакции (биосинтез витамина D и пигментов в коже человека); для ориентации на местности (насекомые и др.).

Видимый свет составляет 45% от общего солнечного излучения; длина волны 400—750 нм; биологическое значение: фотосинтез у растений; зрение, ориентация на местности у животных.

Инфракрасный свет составляет 45% от общего солнечного излучения; длина волны > 750 нм; биологическое значение: источник тепловой энергии, в первую очередь для холоднокровных; у растений способствует транспирации воды и поглощению СО2 (рис. 15.6).

Потребность в солнечном излучении:

  • • малая интенсивность излучения благоприятна для бесхлоро- филльных растений, пещерных, почвенных, ночных организмов;
  • • высокая интенсивность излучения благоприятна для большинства организмов с дневной активностью.

Растения в зависимости от необходимой для нормальной жизнедеятельности интенсивности света подразделяются на следующие типы:

  • • светолюбивые (растения степей, пустыни, хлебные злаки);
  • • теневыносливые (характеризуются широкими пределами выносливости к световому фактору; большинство лесообразующих видов);
Биологические эффекты солнечного излучения различных частей спектра

Рис. 15.6. Биологические эффекты солнечного излучения различных частей спектра:

  • 1 денатурация белка; 2 — интенсивность фотосинтеза у пшеницы;
  • 3 — спектральная чувствительность глаза человека
  • • тенелюбивые (нуждаются в рассеянном свете низкой интенсивности: мхи, папоротники).

Периодика длительности и интенсивности солнечного излучения, как указывалось выше, формирует биологические ритмы жизнедеятельности организмов во времени (суточные и сезонные).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >