ما هي الآثار الرئيسية للضوء على الحيوانات؟ (7 آثار)

الآثار الرئيسية للضوء على الحيوانات هي كما يلي:

الضوء يؤثر أيضا على جوانب متباينة من حياة الحيوان. يتأثر نمو وتلوّث الريش أو الجسم والهجرة والتكاثر والإعصار بالضوء في مختلف الحشرات والطيور والأسماك والزواحف والثدييات. تفضل العديد من الحيوانات البقاء في الظلام ، في حين أن آخرين مثل hydroids تفشل في البقاء في غياب الضوء.

Image Courtesy: images2.fanpop.com/images/photos/2700000/Big-Cat-Fight-768.jpg

بينما تستجيب النباتات للضوء بمساعدة العديد من أنظمة الصبغ مثل الكلوروفيل والفيتوكروم ، توجد بين الحيوانات أنواع مختلفة من أنظمة مستقبلات الصور. وتشمل هذه "بقع العين" التي تتكون من حبيبات الملوثات كما هو الحال في البروتوزوا ؛ شقة ocelli في قنديل البحر. عيون حفرة في بطنيات الأقدام ؛ العيون الحويصلية كما في polychaetes والرخويات وبعض الفقاريات. عيون تلسكوبية في بعض الأسماك ؛ العيون المركبة في القشريات والحشرات. عيون بسيطة أو ocelli في غيرها من المفصليات ومستقبلات ضوء الجلد في الحيوانات الأخرى.

كما تم العثور على ضوء للتأثير على تطوير هذه الأجهزة البصرية (توبياس 1976). على سبيل المثال ، فإن العديد من الحيوانات التي تعيش في الكهوف أو في أعماق البحار عادة ما تكون إما عيونًا أو عيون بلا عيون بسبب عدم وجود ضوء في هذه البيئات. Bathymicrops ريجيس ، والأسماك في أعماق البحار (5000 متر عمق البحر) ليس لديهم عيون. بعض الآثار الهامة الأخرى للضوء على الحيوانات هي التالية:

آثار الضوء على الحيوانات

1. تأثير الضوء على protoplasm:

على الرغم من أن أجسام معظم الحيوانات تظل محمية بنوع من غطاء الجسم الذي ينقذ أنسجة الحيوانات من الآثار الفتاكة للإشعاعات الشمسية. ولكن في بعض الأحيان ، تخترق أشعة الشمس هذه الأغطية وتسبب إثارة وتفعيل وتأين وتسخين بروتوبلازم خلايا الجسم المختلفة. من المعروف أن الأشعة فوق البنفسجية تسبب تغيرات طفرية في الحمض النووي للكائنات الحية المختلفة.

2. تأثير الضوء على الأيض:

يتأثر معدل الأيض من الحيوانات المختلفة بشكل كبير بالضوء. زيادة شدة الضوء ينتج عنه زيادة في نشاط الإنزيم ، معدل الأيض العام وقابلية الأملاح والمعادن في البروتوبلازم. ومع ذلك ، تقل قابلية الذوبان للغازات عند كثافة الضوء العالية. تم العثور على الحيوانات في الكهف أن تكون بطيئة في عاداتهم واحتواء معدل الأيض البطيء.

3. تأثير الضوء على التصبغ:

يؤثر الضوء على تصبغ الحيوانات. حيوانات الكهف تفتقر إلى أصباغ البشرة. إذا تم الاحتفاظ بها من الظلام لفترة طويلة ، فإنها تستعيد تصبغ الجلد. تشير البشرة الداكنة اللون من البشر في المناطق المدارية إلى تأثير أشعة الشمس على تصبغ الجلد. تركيب الصباغ الجلد يعتمد على ضوء الشمس.

يحدد الضوء أيضًا الأنماط المميزة لأصباغ الحيوانات المختلفة التي تخدم الحيوانات في الشكل الديموغرافي الجنسي واللون الواقي. الحيوانات التي تعيش في أعماق المحيط حيث تكون البيئة رتيبة ، على الرغم من أن الصبغيات لا تظهر أنماطًا في تلوينها.

4. تأثير الضوء على حركات الحيوانات:

تأثير الضوء على حركة الحيوانات واضح في الحيوانات الدنيا. ويطلق على الحركات الموجّهة نحو الداخل والبعيدة عن مصدر الضوء اسم phototaxis. تتحرك الحيوانات الضوئية الإيجابية مثل يوجلينا ورا Ranاترا وغيرها ، نحو مصدر الضوء ، بينما تتحرك الحيوانات الضوئية السالبة مثل المستوطنين ، ودود الأرض ، والرخويات ، والتشكيلات ، و siphonophores ، وما إلى ذلك ، بعيدا عن مصدر الضوء.

تسمى آليات نمو الضوء الموجه phototropisms التي تحدث في حيوانات اطلس. وتشمل التحويرات أيضًا حركة استجابة لبعض أجزاء الجسم من بعض الحيوانات النشطة إلى التحفيز الضوئي ، مثل حركة سوط يوجلينا نحو الضوء وحركات الأورام الحميدة للعديد من الكوؤنات.

كما يتم تنظيم سرعة أو سرعة حركة حيوانات معينة عن طريق الضوء. وقد لوحظ أن الحيوانات عند الاستجابة للضوء تقلل من سرعة حركتها وتسمى هذه الحركات غير الاتجاهية بالتحديد الضوئي. قد يكون التحوير الضوئي تغيرًا في السرعة الخطية (ريوكينيسيس) أو في اتجاه الدوران (الكلينيكينيس).

خلال الحواس الضوئية ، عندما ينحرف جزء من جسم الحيوان دائمًا عن مصدر الضوء ، يُطلق على التفاعل اسم photoklinokinesls. تظهر يرقات Musca المحلية مثل هذه الحركات. عندما تواجه الحيوانات مع اثنين من الأضواء من سطوع متساوية أنها تتحرك نحو أو بعيدا إلى موقف هو المسافة بين النورين.

هذا هو مصطلح phototropotaxis. ويسمى جذب الذكور نحو لحم الأنثى telotaxis. يسمى حركة الحيوانات بزاوية ثابتة باتجاه مصدر الضوء تفاعل البوصلة الخفيفة أو التوجه السماوي.

التوجه السماوي:

بعض الكائنات الحية ، ولا سيما المفصليات ، والطيور والأسماك ، تستخدم وقتها كمساعدات لإيجاد طريقها من منطقة إلى أخرى. لتوجيه أنفسهم ، الحيوانات تستخدم الشمس ، القمر ، أو النجوم كبوصلة. للقيام بذلك ، فإنها تستخدم كل من الساعة البيولوجية والملاحظات على موقف السمت من الشمس فيما يتعلق بالاتجاه المحدد. السمت هي الزاوية بين خط ثابت على سطح الأرض وإسقاط اتجاه الشمس على السطح.

استخدام الشمس كنقطة مرجعية ينطوي على بعض المشاكل للحيوانات لأن الشمس تتحرك. تتغير الزاوية المستهدفة على مدار اليوم. لكن الحيوانات التي تستخدم الشمس كمرجع ، تصحح توجهها بطريقة ما. وقد لوحظ مثل هذا التوجه السماوي في الأسماك والسلاحف والسحالي ومعظم الطيور ، وهذه اللافقاريات مثل النمل والنحل والعناكب الذئب وقواطع الرمل.

5. Photoperiodism والساعات البيولوجية:

من المعروف أن الدورات اليومية المنتظمة للضوء (النهار والظلام (الليل) تمارس تأثيراً عميقاً على سلوك واستقلاب العديد من الكائنات الحية. وتحت إيقاع مثل هذه الإيقاعات البيئية للضوء والظلام هي حركات الأرض بالنسبة للشمس القمر.

وينتج دوران الأرض على محورها تناوبًا ليلاً ونهارًا. إن إمالة محور الأرض ، جنبا إلى جنب مع الثورة السنوية حول الشمس تنتج الفصول. ويطلق على استجابة الكائنات الحية المختلفة للإيقاعات البيئية للضوء والظلام ضوئية ضوئية. تسمى كل دورة يومية تتضمن فترة إضاءة متبوعة بفترة من الظلام فترة الصورة.

في بعض الأحيان يستخدم المصطلح photophase و scatophase للإشارة إلى فترة الضوء وفترة الظلام على التوالي. تطورت الحيوانات المختلفة تغيرات مورفولوجية وفسيولوجية وسلوكية وبيئية مختلفة خلال تطورها إلى فترات ضوئية مختلفة ، والتي تزودها بمعلومات بيئية تتعلق بكثافة الضوء الطبيعي.

(أ) الردود اليومية:

إيقاعات الساعة البيولوجية:

لقد تطورت الحياة تحت تأثير التغيرات البيئية اليومية والموسمية ، لذلك من الطبيعي أن النباتات والحيوانات سوف يكون لها بعض الإيقاعات أو أنماط الحياة التي من شأنها أن تزامنها مع التقلبات في البيئة. لقد ظل علماء البيولوجيا على مدى سنوات مفتونين بالوسائل التي حافظت بها الكائنات الحية على نشاطها في الإيقاع خلال 24 ساعة ، بما في ذلك ظواهر مثل النمط اليومي لحركة الأوراق والبتلة في النباتات ، ونوم واستيقاظ الحيوانات وظهور الحشرات من حالات العذراء (الشكل 11 20).

في وقت من الأوقات ، اعتقد علماء الأحياء أن هذه الإيقاعات كانت خارجية بالكامل ، أي أن الكائنات الحية استجابت فقط للمؤثرات الخارجية مثل شدة الضوء والرطوبة ودرجة الحرارة والمد والجزر. ولكن الآن تم التحقيق جيدا أن معظم الحيوانات تمتلك إيقاعات داخلية أو داخلية بالتزامن مع الإيقاعات الخارجية أو الخارجية للبيئة ، والتي تظل قادرة على قياس طول اليوم.

تبلغ مدة الإيقاعات الداخلية أو الداخلية حوالي 24 ساعة ، في حين أن الإيقاعات الخارجية أو البيئية هي بالضبط لمدة 24 ساعة. وقد استخدم المصطلح circadian (من اللاتينية حوالي ، حول ، ويموت ، يوميا) للدلالة على هذه الإيقاعات اليومية. تسمى فترة الإيقاع اليومي ، عدد الساعات من بداية النشاط يومًا واحدًا إلى بداية النشاط في اليوم التالي ، بإطلاق مجاني.

Photoperiod يلعب دورا في توفير إشارات الوقت ، لتعديلات الحيوانات المعنية لهذه الإيقاعات اليومية. من الواضح أن الإيقاعات اليومية تكون داخلية أو داخلية المنشأ ، ولا تتأثر كثيراً بالتغيرات في درجات الحرارة ، ولا تتأثر بمجموعة كبيرة من مثبطات المواد الكيميائية ، وهي فطرية ، لم يتم تعلمها من الكائنات أو تطبعها على البيئة.

يظهر الطابع الفطري للإيقاع اليومي من قبل العديد من الحيوانات. عندما يتم الاحتفاظ ذبابة الفاكهة تحت ظروف ثابتة من مرحلة اليرقات ، فإنها لا تزال تخرج من الشرانق مع إيقاع الساعة البيولوجية العادية. بيض الدجاج والسحالي تحت ظروف ثابتة تنتج الحيوانات التي تظهر في وقت لاحق دورات دورية منتظمة. وقد لوحظت إيقاعات الساعة البيولوجية في العوالق الحيوانية ، والبكتريا المعوية ، والعديد من الحشرات (Lepidoptera ، Diptera ، غشائية الأجنحة ، Neuroptera ، Coleopteta ، Orthoptera ، Odonata ، الخ) ، ومعظم الطيور ، وبعض الثدييات.

توفر العوالق البحرية والبحيرات مثالا مثيرا للإهتمام من الإيقاع اليومي بإظهار التغيرات اليومية في توزيعها الرأسي. على سبيل المثال ، تميل العديد من مجدافيات الأرجل والعوالق الحيوانية إلى السباحة نحو السطح ليلاً وللانتقال إلى الطبقات الأعمق خلال النهار (انظر Clarke ، 1954).

العكس هو الصحيح مع العوالق النباتية. العوالق النباتية من بحيرة دال ، Shrinagar معرض الحركة النهارية في ترتيب عكسي: فهي وفرة في الطبقة السطحية خلال النهار وعلى عمق 2.5 متر في منتصف الليل (كانط و Kachroo 1975).

إن امتلاك الإيقاع اليومي الذي يمكن تسليته إلى الإيقاعات البيئية يوفر للنباتات والحيوانات ساعة بيولوجية ، وهي جزء لا يتجزأ من البنية الخلوية ، وهي نظام كيميائي حسي يتقبّل إلى حد كبير المحفزات البيئية. تعمل الساعات البيولوجية للحيوانات المختلفة أو تتأرجح باستمرار ولا تبدأ البيئة أو توقف عملها. على الأكثر قد تعمل بعض المحفزات البيئية على تنظيم وظائف الساعات البيولوجية.

(ب) الإيقاعات السنوية:

إيقاعات سنية:

يوم واحد ، يوم القمرى ، وإيقاعات المد والجزر ، والإيقاعات الشهرية والسنوية هي أيضا من الوقائع الشائعة بين الحيوانات. وقد عرفت الدورات السنوية المحلية الذاتية أو إيقاعات circandual في العديد من الحيوانات مثل السناجب الأرض ، الطرائد وغيرها من الطيور ، وبعض جراد البحر والرخويات.

الإيقاعات السنية هي ذات قيمة تكيفية لتوقيت الأحداث الموسمية وتحدد مستويات النشاط المهاجر التي تكفي للطيور للوصول إلى المناطق المجاورة لنوعها - أرباع شتوية محددة. كما تؤثر الإيقاعات السنية على أنشطة الغدد التناسلية ، والدورات التناسلية ، والتحول ، والتكيف مع البرودة (تطور الفراء والريش معاطف الحيوانات خلال فصل الشتاء) ، وهكذا دواليك.

يرتبط الحافز في الحشرات مباشرة بالفترة الضوئية. تدخل عذارى Apatele rumicis في حالات انقطاع الطمث في فترة أقل من 15 ساعة ، ولكن تخطي هذه التوقف عند 16 ساعة ضوئية. وبالمثل ، أظهر العمل التجريبي مع عدد من أنواع الطيور أن الدورة التناسلية تخضع لسيطرة إيقاع موسمي خارجي لأطوال النهار المتغيرة واستجابة فسيولوجية داخلية متزامنة مع إيقاع الساعة البيولوجية.

بعد موسم التكاثر وجد أن المناسل التي درسها حتى الآن تتقهقر تلقائيا. هذه هي الفترة الحرارية ، وهي الفترة التي لا يمكن للضوء فيها أن يحفز نشاط الغدد التناسلية ، والذي يتم تنظيم مدةه حسب طول اليوم. تسرع الأيام القصيرة في إنهاء الفترة الحرارية ؛ أيام طويلة تطيلها. بعد اكتمال فترة المقاومة ، تبدأ المرحلة التدريجية في أواخر الخريف والشتاء.

خلال هذه الفترة ، تسمين الطيور ، وتهاجر ، وتزيد من حجمها الإنجابي. يمكن تسريع هذه العملية من خلال تعريض الطيور إلى فترة ضوئية طويلة. الانتهاء من الفترة التقدمية يجلب الطيور في مرحلة التكاثر. توجد استجابة ضوئية مماثلة في أسماك cyprinid ؛ البلم (انظر سميث ، 1977).

تؤثر الدورات الموسمية للضوء الضوئي على دورات التكاثر للعديد من الثدييات مثل الغزلان ذات الذيل الأبيض (الشكل 11-21) والسنجاب الطائر. على سبيل المثال ، تحتوي السنجاب الطائر على ذروتين من إنتاج القمامة ، الأولى في أوائل الربيع ، وعادة ما تكون في أبريل ، في شمال شرق الولايات المتحدة ، والثانية في أواخر الصيف ، وعادة ما يكون أغسطس.

6. تأثير الضوء على الاستنساخ:

في كثير من الحيوانات (على سبيل المثال ، الطيور) الضوء ضروري لتنشيط الغدد التناسلية والشروع في أنشطة التربية السنوية. تم العثور على المناسل من الطيور لتصبح نشطة مع زيادة الإضاءة خلال فصل الصيف والتراجع خلال فترات أقصر من الإضاءة في فصل الشتاء.

7. تأثير الضوء على التنمية:

ويسرع الضوء في بعض الحالات (مثل يرقات سمك السلمون) التطور ، في حين أنه في غيرها (مثل يرقات Mytilus) يؤخر ذلك.

علاوة على ذلك ، في بعض الأحيان يتم زيادة إنتاج ضوء الشمس عن طريق تطوير البقع الشمسية. ونتيجة لهذه الطاقة الزائدة يتم إشعاعها إلى الفضاء وهذا يزيد بشكل طبيعي من إنتاج الطاقة الشمسية بالقرب من الأرض. النتيجة المباشرة لذلك هي زيادة تبخر الماء الذي ينتج عنه تكوين السحب لمنع المزيد من التعرض لأشعة الشمس وبالتالي لموازنة الحرارة وتعديل المناخ.

دورية القمر:

ويمكن تعريفه على أنه إيقاع بيولوجي يظهر فيه الحد الأقصى والحد الأدنى مرة أو مرتين في كل شهر قمري في نفس الوقت ؛ إذا حدث الإيقاع مرة واحدة في 15 يومًا (14-77 يومًا) ، فسيتم تسميته باسم semilunar ؛ إذا حدث مرة واحدة في 30 يوما ، يطلق عليه اسم القمر. دورة القمر أو دوريا تسيطر على العديد من الأنشطة الحية. على سبيل المثال ، تنتج الطحالب البحرية ، Dictyota ، العقيق في وقت ربيع كامل القمر. تفريخ الأسماك ، يتبع Leuresthes tenuis دورة semilunal. كما تظهر بعض الديدان الشيطانية دورية دورية.