Hvad er de største virkninger af lys på dyr? (7 effekter)
Lysets største virkninger på dyr er som følger:
Lys påvirker også divergerende aspekter af dyrets liv. Væksten, farvningen af fjerkræ eller krop, migration, reproduktion og diapause påvirkes af lys i forskellige insekter, fugle, fisk, reptiler og pattedyr. Mange dyr foretrækker at forblive i mørke, mens andre som hydroider undlader at overleve i mangel af lys.
Image Courtesy: images2.fanpop.com/images/photos/2700000/Big-Cat-Fight-768.jpg
Mens planterne reagerer på lys ved hjælp af flere pigmentsystemer som chlorophyll og phytochrome, findes der blandt dyrene forskellige former for foto-receptorsystemer. Disse omfatter 'øjenflader' bestående af amylumgranulater som i Protozoa; flad ocelli i vandmænd; pit øjne i snegle vesikulære øjne som i polychaeter, bløddyr og nogle hvirveldyr; teleskopiske øjne i visse fisk sammensatte øjne i krebsdyr og insekter enkle øjne eller ocelli hos andre leddyr og dermale lysreceptorer i andre dyr.
Lys har også vist sig at påvirke udviklingen af disse visuelle organer (Tobias 1976). For eksempel har mange indbyggede dyr i huler eller dybhav normalt enten vestigiale øjne eller ingen øjne på grund af manglen på lys i disse miljøer. Bathymicrops Regis, dybhavsfisken (5000 meter dybde) har ingen øjne. Nogle af de andre vigtige virkninger af lys på dyr følger:
Virkninger af lys på dyr
1. Effekt af lys på protoplasma:
Selvom kroppen af de fleste dyr forbliver beskyttet af en slags kropsdække, som redder dyrevæv fra de dødelige virkninger af solstråling. Men nogle gange trænger solstråler ind i sådanne dæk og forårsager excitation, aktivering, ionisering og opvarmning af protoplasma af forskellige kropsceller. Ultraviolette stråler er kendt for at forårsage mutationsændringer i DNA'et af forskellige organismer.
2. Effekt af lys på metabolisme:
Metabolismen af forskellige dyr er stærkt påvirket af lys. Den forøgede intensitet af lys resulterer i en stigning i enzymaktivitet, generel metabolisk hastighed og opløselighed af salte og mineraler i protoplasmaet. Opløseligheden af gasser falder dog ved høj lysintensitet. Hulhusdyr er sløvede i deres vaner og indeholder langsomme metaboliseringshastigheder.
3. Effekt af lys på pigmentering:
Lys påvirker pigmentering hos dyr. Hule dyr mangler hudpigmenter. Hvis de holdes ude af mørket i lang tid, genvinder de hudpigmentering. Den mørke pigmenterede hud af menneskelige indbyggere i troperne angiver også effekten af sollys på hudpigmentering. Hudpigmentets syntese er afhængig af sollyset.
Lys bestemmer også de karakteristiske mønstre af pigmenter af forskellige dyr, der tjener dyrene i seksuel dimorfisme og beskyttende farvning. Dyr, der bor i havets dybder, hvor miljøet er monotont, men pigmenteret, viser ikke mønstre i deres farvning.
4. Effekt af lys på dyrebevægelser:
Lysets indflydelse på dyrets bevægelse fremgår af lavere dyr. Orienterede bevægelser hen imod og væk fra en lyskilde kaldes phototaxis. Positivt fototaktiske dyr som Euglena, Ranatra, osv. Bevæger sig mod lyskilden, mens negativt fototaktiske dyr som planarians, regnorme, snegle, kropspoder, siphonophorer osv. Bevæger sig væk fra lysets kilde.
De lysstyrede vækstmekanismer kaldes fototropismer, der forekommer hos sessile dyr. Phototropism omfatter også responsiv bevægelse af en del af kroppen af noget aktivt dyr til lysstimuleringen, såsom bevægelsen af Euglena's flagellum mod lys og bevægelser af polypper fra mange coelenterater.
Hastigheden eller hastigheden af visse dyrs bevægelse reguleres også af lys. Det er blevet observeret, at dyr, når de reagerer på lys, reducerer deres bevægelseshastighed, og disse bevægelser, der er ikke-retningsmæssige, kaldes photokinesis. Photokinesis kan være en ændring i lineær hastighed (rheokinesis) eller i retning af drejning (klinokinesis).
Under fotokinesis, når kun en del af dyrets krop afviger altid fra lysets kilde, betegnes reaktionen fotoklinokinesl. Larver af Musca indenlandske viser sådanne bevægelser. Når dyrene konfronteres med to lys med samme lysstyrke, bevæger de sig mod eller væk til en position, der er afstanden mellem de to lys.
Dette betegnes fototropotaxis. Attraktion af mænd til kvindens kød hedder telotaxis. Bevægelse af dyr i en konstant vinkel mod lyskilden kaldes lys kompassreaktion eller himmelretning.
Himmelretning:
Nogle organismer, især leddyr, fugle og fisk, udnytter deres tidssans som hjælp til at finde vej fra et område til et andet. For at orientere sig bruger dyrene solen, månen eller stjernerne som kompas. For at gøre dette udnytter de både deres biologiske ur og observationer på solens azimutale position i forhold til en etableret retning. Asimuten er vinklen mellem en fast linje på jordens overflade og en fremspring af solens retning på overfladen.
Brug af solen som referencepunkt indebærer nogle problemer for dyr, fordi solen bevæger sig. Målvinklen ændres i løbet af dagen. Men dyr, der bruger solen som reference, retter deres orientering på en eller anden måde. Sådan himmelsk orientering er blevet observeret i fisk, skildpadder, firben, de fleste fugle og sådanne hvirvelløse dyr som myrer, bier, ulvspindlere og sandbeholdere.
5. Photoperiodism og biologiske ure:
Regelmæssigt forekommende daglige cyklusser af lys (dag og mørke (nat) har været kendt for at udøve en dybtgående indflydelse på adfærd og metabolisme hos mange organismer. Underliggende sådanne miljørytmer af lys og mørke er jordens bevægelser i forhold til solen og månen.
Jordens rotation på sin akse resulterer i skifte af nat og dag. Hældningen af jordens akse, sammen med den årlige revolution omkring solen producerer årstiderne. Responsen fra forskellige organismer til miljørytmer af lys og mørke betegnes som fotoperiodisme. Hver dagcyklus inklusiv en belysningsperiode efterfulgt af en periode med mørke kaldes billedperioden.
Udtrykket fotofase og scatophase bruges nogle gange til at betegne lysets periode og mørkeperioden. Forskellige dyr har udviklet forskellige morfologiske, fysiologiske, adfærdsmæssige og økologiske tilpasninger i løbet af deres udvikling til forskellige fotoperioder, som giver dem miljøoplysninger om intensiteten af naturligt lys.
a) Daglige svar:
Circadian rytmer:
Livet udviklede sig under påvirkning af daglige og sæsonmæssige miljøforandringer, så det er naturligt, at planter og dyr ville have nogle rytmer eller mønstre i deres liv, der ville synkronisere dem med udsving i miljøet. I årevis har biologer været fascineret over de midler, hvormed organismer holdt deres aktiviteter i rytme med 24 timers dag, herunder sådanne fænomener som det daglige mønster af blad- og kronbladebevægelser i planter, søvn og vågenhed hos dyr og fremkomsten af insekter fra pupal cases (figur 11 20).
På et tidspunkt troede biologer, at disse rytmiciteter var helt eksogene, det vil sige, at organismerne kun reagerede på eksterne stimuli som lysintensitet, fugtighed, temperatur og tidevand. Men nu er det godt undersøgt, at de fleste dyr har indre eller endogene rytmer synkront med de ydre eller eksogene rytmer i miljøet, som de stadig kan måle længden af dagen på.
De interne eller endogene rytmer er cirka 24 timer, mens de eksogene eller miljømæssige rytmer er nøjagtigt på 24 timer. Udtrykket circadian (fra latinske circa, omkring og dør, dagligt) er blevet brugt til at betegne disse daglige rytmer. Perioden af cirkadianrytmen, antallet af timer fra aktivitetsbegyndelsen en dag til begyndelsen af aktiviteten på den næste, kaldes fri løb.
Photoperiod spiller en rolle i at levere tidssignaler til justeringer af de pågældende dyr til disse daglige rytmer. Cirkadiske rytmer er tilsyneladende internt drevne eller endogene, påvirkes lidt ved temperaturændringer, er ufølsomme for et stort udvalg af kemiske inhibitorer, og er medfødte, ikke lærte af eller påtrykt organismerne ved miljøet.
Den medfødte karakter af cirkadianrytmen demonstreres af flere dyr. Når Drosophila holdes under konstante forhold fra larvalstadiet på, kommer de stadig frem fra pupper med en regelmæssig cirkadianrytme. Æg af kylling og firben, der holdes under konstante forhold, producerer dyr, der senere viser regelmæssige cirkadiske cyklusser. De cirkadiske rytmer er blevet observeret i dyreplanktoner, polychaete annelider, mange insekter (Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Neuroptera, Coleopteta, Orthoptera, Odonata osv.), De fleste fugle og visse pattedyr.
Planktoner af hav og søer giver meget interessant forekomst af cirkadiske rytmer ved at vise daglige ændringer i deres vertikale fordeling. For eksempel har mange copepods og zooplanktoner en tendens til at svømme mod overfladen om natten og at bevæge sig nedad til dybere lag om dagen (se Clarke, 1954).
Omvendt er sandt med fytoplanktonerne. Fytoplanktoner i Dal Lake, Shrinagar udviser daglige bevægelser i omvendt rækkefølge: de er rigelige i overfladelaget i løbet af dagen og i dybden på 2, 5 meter ved midnat (Kant og Kachroo 1975).
Besiddelsen af en cirkadianrytme, der kan undervises om miljørytmer, giver planter og dyr et biologisk ur, som er en integreret del af den cellulære struktur og er et kemosensorisk system, der er meget modtageligt for miljøstimuli. De biologiske ure af forskellige dyr løber eller oscillerer kontinuerligt, og miljøet initierer eller stopper ikke deres funktion. På det meste kan visse miljømæssige stimuli tjene til at regulere funktionerne i biologiske ure.
(b) Årlige rytmer:
Cirkanale rytmer:
Solary dag, månedag, tidevandsrytmer, månedlige og årlige rytmer er også almindeligt forekommende blandt dyr. Endogene årganger cyklusser eller cirkannære rytmer har været kendt hos mange dyr som jord egern, warblers og andre fugle, nogle krebs og snegle.
De cirkulære rytmer er af adaptiv værdi til timing af sæsonbegivenheder og angiver niveauerne af migrerende aktivitet, der kun er tilstrækkelige til, at fuglene kommer i nærheden af deres artspecifikke vinterkvarter. De cirkulære rytmer påvirker også gonadiske aktiviteter, reproduktive cykler, metamorfose og tilpasninger til kulde (udvikling af pels- og fjerbeklædning om vinteren), og så videre.
Diapausen i insekter er direkte relateret til fotoperioden. Pupperne i Apatele rumicis indtaster diapause ved fotoperioder mindre end 15 timer, men hopper over denne pause ved 16 timers fotoperiode. På samme måde har eksperimentelt arbejde med en række fuglearter vist, at reproduktionscyklussen er under kontrol af en eksogen sæsonrytme af skiftende dagslængder og et endogent fysiologisk respons, der er timet af en cirkadisk rytme.
Efter avlssæsonen er de gonader af fugle, der er studeret til dato, fundet tilbøjelige til at regresse spontant. Dette er den ildfaste periode, et tidspunkt hvor lys ikke kan fremkalde gonadal aktivitet, hvis varighed reguleres af dagslængde. Korte dage fremskynder opsigelsen af den ildfaste periode; lange dage forlænge det. Efter den ildfaste periode er afsluttet, begynder den progressive fase i det sene efterår og vinteren.
I løbet af denne periode fugler fugterne, de migrerer, og deres reproduktive organer stiger i størrelse. Denne proces kan fremskyndes ved at udsætte fuglen for en lang dags fotoperiode. Færdiggørelsen af den progressive periode bringer fuglene ind i reproduktionsfasen. Et lignende fotoperiodisk respons findes i cyprinidfisken; den mindes (se Smith, 1977).
Sæsonbetingede cyklusser af fotoperiodisme påvirker avlscyklusserne hos mange pattedyr som hvide-tailed hjorte (figur 11.21) og flyvende egern. For eksempel har flyvende squirrel to toppe af kuldproduktion, den første i det tidlige forår, normalt april, i det nordøstlige USA, og det andet i sensommeren, normalt august.
6. Effekt af lys på reproduktion:
I mange dyr (fx fugle) er lys nødvendigt for aktivering af gonader og ved indledende årlige avlaktiviteter. Gonaderne af fugle har vist sig at blive aktive med øget belysning om sommeren og at regressere under kortere belysningsperioder om vinteren.
7. Effekt af lys på udvikling:
Lys i nogle tilfælde (f.eks. Lakselarver) accelererer udvikling, mens det i andre (f.eks. Mytilus-larver) forsinker det.
Endvidere øges udfaldet af sollys i takt med udviklingen af solstråler. Som følge heraf udstråles overskydende energi til rummet, og dette øger naturligt solenergiens produktion tæt på jorden. En direkte konsekvens af dette er den større fordampning af vand, hvilket resulterer i skydannelse for at forhindre mere udsættelse for solskin og dermed udligne temperatur og modificerende klima.
Lunar periodicity:
Det kan defineres som en biologisk rytme, hvor maksima og minima forekommer en eller to gange i hver måneden på samme tid; hvis rytmen opstår en gang om 15 dage (14-77 dage) kaldes den som semilunar; hvis det sker en gang om 30 dage, kaldes det månen. Månens cyklus eller periodicitet styrer mange levende aktiviteter. For eksempel producerer marine alger, Dictyota, sine granater på tidspunktet for fuldmånefjendturen. Gytning af fisk, Leuresthes tenuis følger en semilunal cyklus. Visse polychaete orme udviser også månens periodicitet.
