БИОТА
Солнечная радиацияВсем живым организмам для осуществления процессов
жизнедеятельности необходима энергия, поступающая извне. Основным источником ее
является солнечная радиация, на которую приходится около 99,9 % в общем балансе энергии Земли. Если принять солнечную энергию, достигающую Земли, за
100 %, то примерно 19 % ее поглощается при прохождении через
атмосферу, 34 % отражается обратно в космическое пространство и 47 %
достигает земной поверхности в виде прямой и рассеянной радиации.
Рис. Пути
расходования солнечной энергии на поверхности Земли Прямая солнечная радиация – это континуум
электромагнитного излучения с длинами волн от 0,1 до 30000 нм. На
ультрафиолетовую часть спектра приходится от 1 до 5 %, на видимую – от 16
до 45 % и на инфракрасную – от 49 до 84 %. Распределение энергии по спектру существенно зависит от
массы атмосферы и меняется при различных высотах Солнца. Количество рассеянной
радиации (отраженные лучи) возрастает с уменьшением высоты стояния Солнца и
увеличением мутности атмосферы. Спектральный состав радиации безоблачного неба
характеризуется максимумом энергии в 400–480 нм. Действие разных участков спектра солнечного излучения
на живые организмы. Среди ультрафиолетовых лучей (УФЛ) до поверхности Земли
доходят только длинноволновые (290–380 нм), а коротковолновые, губительные для
всего живого, практически полностью поглощаются на высоте около 20–25 км
озоновым экраном – тонким слоем атмосферы, содержащим молекулы О3.
Длинноволновые ультрафиолетовые лучи, обладающие большой энергией фотонов,
имеют высокую химическую активность. Большие дозы их вредны для организмов, а
небольшие необходимы многим видам. В диапазоне 250–300 нм УФЛ оказывают мощное
бактерицидное действие и у животных вызывают образование из стеролов
антирахитичного витамина D; при длине волны 200–400
нм вызывают у человека загар, который является защитной реакцией кожи.
Инфракрасные лучи с длиной волны более 750 нм оказывают тепловое действие. Видимая радиация несет приблизительно 50 % суммарной
энергии. С областью видимой радиации, воспринимаемой человеческим глазом, почти
совпадает ФР – физиологическая радиация (длина волны
300–800 нм), в пределах которой выделяют ФАР – область фотосинтетически
активной радиации (380–710 нм). Область ФР можно
условно разделить на ряд зон: ультрафиолетовую (менее 400 нм), сине-фиолетовую
(400–500 нм), желто-зеленую (500–600 нм), оранжево-красную (600–700 нм) и
дальнюю красную (более 700 нм). Видимый свет для фототрофных и
гетеротрофных организмов имеет разное экологическое значение. Зеленым растениям свет нужен для образования хлорофилла,
формирования гранальной структуры хлоропластов; он
регулирует работу устьичного аппарата, влияет на
газообмен и транспирацию, активизирует ряд ферментов, стимулирует биосинтез
белков и нуклеиновых кислот. Свет влияет на деление и растяжение клеток,
ростовые процессы и на развитие растений, определяет сроки цветения и
плодоношения, оказывает формообразующее воздействие. Но самое большое значение
имеет свет в осуществлении процесса фотосинтеза. С этим связаны основные
адаптации растений по отношению к свету. Фотоавтотрофы способны ассимилировать
СО2, используя лучистую энергию Солнца и
преобразуя ее в энергию химических связей в органических соединениях. Пурпурные
и зеленые бактерии, имеющие бактериохлорофиллы,
способны поглощать свет в длинноволновой части (максимумы в области 800-1100
нм). Это позволяет им существовать даже при наличии только невидимых
инфракрасных лучей. Водоросли и высшие зеленые растения поглощают свет в
диапазоне, близком к видимому человеческим глазом. Водоросли обитают в водоемах, но встречаются и на суше на поверхности разных предметов – на стволах деревьев,
на заборах, на скалах, на снегу, на поверхности почвы и в ее толще. В почве находят водоросли на глубине до 2,7 м, но
большая часть их обитает в самых верхних слоях (до В Мировом океане водоросли обитают в освещаемой зоне.
Глубже всех проникают красные водоросли. Чаще они обитают на глубинах до
20–40 м, но если прозрачность воды велика, то встречаются до 100 и даже На суше для высших фотоавтотрофных растений условия
освещения практически везде благоприятны, и они растут повсюду, где позволяют
климатические и почвенные условия, приспосабливаясь к световому режиму данного
местообитания. |
| |