Влияние солнечной радиации на животных

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

 

Биологический факультет

 

Кафедра экологии

 

 

 

 

Курсовая работа

на тему «Влияние солнечной радиации на животных»

по дисциплине «Экология животных»

 

 

 

 

                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уфа- 2013

Содержание.

Введение...................................................................................................................2

1.Свет как экологический  фактор..........................................................................3

2. Реакции животных на длительность, интенсивность освещения, качество света………………………………………………………………………………6

3.Фотопериодизм………………………………………………………………..8

4.Световой режим………………………………………………………………10

4.1.Суточная, сезонная активность животных………………………………12

Заключение………………………………………………………………………14

Список использованной литературы…………………………………………...16

 

 

 

Введение.

На Земле существует огромное разнообразие условий сред жизни, что обеспечивает разнообразие экологических ниш  и их «заселение». Однако, не смотря это разнообразие, различают четыре качественно различные среды  жизни, обладающие специфическим набором  экологических факторов, а следовательно - требующих и специфического набора адаптаций. Вот эти среды жизни: наземно-воздушная (суша); вода; почва; другие организмы.

Каждый вид адаптирован к  специфическому для него комплексу  условий среды – экологической  нише.

         Свет регулирует жизненные процессы  практически всего живого на  земле. И необходимо знать и  учитывать это воздействие света  на природу. Зачем? Чтобы уметь  использовать природные особенности  животных и растений себе на  пользу, природе не во вред.

Для существования организмов требуется  комплекс факторов. Потребность организма  в них различна, но каждый в определенной степени лимитирует его существование.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Свет  как экологический фактор.

Свет, есть одна из форм энергии. По первому закону термодинамики, или  закону сохранения энергии, энергия  может переходить из одной формы  в другую. По этому закону, организмы  являются термодинамической системой постоянно обменивающейся с окружающей средой энергией и веществом. Организмы, на поверхности Земли подвергаются воздействию потока энергии, в основном солнечной энергий, а также и  длинноволного теплового излучения  космических тел. Оба эти фактора  определяют климатические условия  среды (температура, скорость испарения  воды, движение воздуха и воды). На биосферу из космоса падает солнечный  свет с энергией 2 кал. на 1см² в 1 мин. Эта так называемая солнечная постоянная. Этот свет, проходя через атмосферу, ослабляется и до поверхности Земли в ясный полдень может дойти не более 67% его энергии, т.е. 1,34 кал. на см² в 1мин. Проходя через облачный покров, воду и растительность, солнечный свет еще больше ослабляется, и в нем значительно изменяется распределение энергии по разным участкам спектра.

Степень ослабления солнечного света и космического излучения  зависит от длины волны (частоты) света. Ультрафиолетовое излучение  с длиной волны менее 0,3 мкм почти  не проходит через озоновый слой (на высоте около 25 км). Такое излучение  опасно для живого организма в  частности для протоплазмы.

В живой природе свет единственный источник энергии, все растения, кроме  бактерий фотосинтезируют, т.е. синтезируют  органические вещества из неорганических веществ (т.е. из воды, минеральных солей  и СО₂ — при помощи лучистой энергии в процессе ассимиляции). Все организмы зависят в питании от земных фотосинтезирующих т.е. хлорофиллоносных растений.

Свет как экологический  фактор делится на ультрафиолетовый с длиной волны - 0,40 - 0,75 мкм и инфракрасный с длиной волны больше этих величии.

Действие этих факторов зависит  от свойства организмов. Каждый вид  организма адаптирован к тому или иному спектру длиной волны  света. Одни виды организмов адаптировались к ультрафиолетовым, а другие к  инфракрасным.

Некоторые организмы способны различить длину волны. Они обладают специальными световоспринимаемыми системами  и имеют цветное зрение, которые  имеют огромное значение в их жизнедеятельности. Многие насекомые чувствительны  к коротковолновому излучение, которое  человек не воспринимает. Ночные бабочки  хорошо воспринимают ультрафиолетовые лучи. Пчелы и птицы точно определяют свое местонахождение и ориентируются  на местности даже ночью.

Характеристика света  как экологического фактора. Живая  природа не может существовать без  света, так как солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, является практически единственным источником энергии для поддержания  теплового баланса планеты, создания органических веществ фототрофными организмами биосферы, что в итоге обеспечивает формирование среды, способной удовлетворить жизненные потребности всех живых существ.

Биологическое действие солнечного света  зависит от его спектрального  состава, продолжительности, интенсивности, суточной и сезонной периодичности. (Дедю И.И., 1990)

Солнечная радиация представляет собой  электромагнитное излучение в широком  диапазоне волн, составляющих непрерывный  спектр от 290 до 3 000 нм. Ультрафиолетовые лучи (УФЛ) короче 290 нм, губительные для живых организмов, поглощаются слоем озона и до Земли не доходят. Земли достигают главным образом инфракрасные (около 50% суммарной радиации) и видимые (45%) лучи спектра. На долю УФЛ, имеющих длину волны 290—380 нм, приходится 5% лучистой энергии. Длинноволновые УФЛ, обладающие большой энергией фотонов, отличаются высокой химической активностью. В небольших дозах они оказывают мощное бактерицидное действие, способствуют синтезу у растений некоторых витаминов, пигментов, а у животных и человека — витамина D; кроме того, у человека они вызывают загар, который является защитной реакцией кожи. Инфракрасные лучи длиной волны более 710 нм оказывают тепловое действие.( Степановских А.С., 1997.)

В экологическом отношении наибольшую значимость представляет видимая область спектра (390—710 нм), или фотосинтетически активная радиация (ФАР), которая поглощается пигментами хлоропластов и тем самым имеет решающее значение в жизни растений. Видимый свет нужен зеленым растениям для образования хлорофилла, формирования структуры хлоропластов; он регулирует работу устьичного аппарата, влияет на газообмен и транспирацию, стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот, повышает активность ряда светочувствительных ферментов. Свет влияет также на деление и растяжение клеток, ростовые процессы и на развитие растений, определяет сроки цветения и плодоношения, оказывает формообразующее воздействие.

Световой  режим любого местообитания зависит  от его географической широты, высоты над уровнем моря, состояния атмосферы, растительности, сезона и времени  суток, солнечной активности. Поэтому  разнообразие световых условий на нашей  планете чрезвычайно велико: от таких  сильно освещенных территорий, как  высокогорья, пустыни, степи, до сумеречного  освещения в водных глубинах и  пещерах. В разных местообитаниях различаются  не только интенсивность света, но и  его спектральный состав, продолжительность  освещения, пространственное и временное  распределение света разной интенсивности  и т. д. Соответственно, разнообразны и приспособления растений к жизни  при том или ином световом режиме. (Радкевич В.А., 1983)

 2.Реакции животных на длительность, интенсивность освещения, качество света.

Фактор естественной освещенности оказывает благоприятное влияние  на жизнедеятельность животных, их рост и продуктивность. Под влиянием света у животных возрастает активность ферментов, улучшается работа органов  пищеварения, усиливается отложение  в тканях протеинов, жиров, минеральных  веществ.

Солнечное освещение улучшает бактерицидные  свойства крови, ослабляет и разрушает  продукты жизнедеятельности микробов и их самих.

Нормальное естественное освещение  способствует повышению сопротивляемости организма животных заболеваниям. По усредненным данным увеличение естественного  освещения в помещениях для крупного рогатого скота способствует повышению молочной продуктивности примерно на 5%, а привесов - на 10%. Более высокое содержание жира в коровьем молоке вечернего удоя (по сравнению с утренним) связано с влиянием света.

Особенно эффективно сказывается  на функции молочных желез у коров  одновременное увеличение интенсивности  света до 100-300 лк и продолжительности  до 12-20 ч освещения в сутки. Это  дает возможность в зимние месяцы повысить удои молока на 10-20%, снизить  затраты кормов.

Способность воспринимать длину дня  и реагировать на нее широко распространена в мире живых существ. Это означает, что живые организмы способны ориентироваться во времени, т. е. они  обладают биологическими часами. Другими  словами, для многих организмов характерна способность ощущать суточные, приливные, лунные и годичные циклы, что позволяет  им заранее готовиться к предстоящим  изменениям среды. При отсутствии источников натурального света естественные ритмы  нарушаются, что приводит к негативным последствиям в той или иной степени.

Все приспосабливаются под длительность светового дня. Встречаются виды длинного и короткого дня. Например — козы. Увеличение выработки гонадотропного гормона, т.е. полового, начинается только при уменьшении светового дня, во второй половине лета. И начиная с сентября и до ноября -декабря (редко) коза приходит в охоту, все вызрело, готова к спариванию и оплодотворению. А «расчет» природы прост, длительность беременности 5 месяцев. Как раз к весне рождаются малыши, и для них как раз к тому времени появляется молоденькая травка, которая тоже спешит на встречу световому дню подрасти. (Степановских А.С., 1996)

 

Очень интересные опыты по влиянию света на половой цикл коров. Даже существует понятие, как климатическое бесплодие. Оптимальное соотношение 16 часов день, 8 часов – ночь. Это соотношение в разных регионах наступает по-разному, для нашей местности – конец апреля - май. Особенно чувствительны к длине светового дня коровы в первые два месяца после отела. В благоприятный по свету период гормоны вырабатываются по полной, а затем, по мере уменьшения светового дня, их уровень постепенно снижается. Так легко можно определить сроки наилучшего времени для спаривания животных.

Известно, что наиболее благоприятное время  для появления потомства у  животных — это время года, когда  вокруг достаточное количество корма. Так, яичники и семенники голубя вяхиря начинают созревать, когда продолжительность дня превышает 12 ч., т. е. способности размножаться, таким образом, достигает к маю. Сизому же голубю для созревания половых желез требуется 9-часовой световой день, поэтому эта птица готова к спариванию 2-3 раза в год. Различие в сроках размножения объясняется тем, что вяхирь питается главным образом зерном поздно созревающих злаков, а сизый голубь - имеющимися повсюду в изобилии семенами сорняков. В то же время городской голубь обильную пищу находит в уличных отбросах практически в любую пору года, поэтому у него нет предпочтительного времени размножения. Аналогичная ситуация встречается и у других одомашненных животных. (Риклефс Р., 1979)

3.Фотопериодизм.

Фотопериодизм (греч. photos – свет и periodos – определенный круг времени) – ответная реакция организмов на продолжительность периодов света  и темноты в суточном ритме. Способность  живых организмов реагировать на длину дня получила название фотопериодической  реакции. Фотопериодизм был открыт в 1920 г. В. Гарнером и Х. Аллардом во время  селекционной работы с табаком (Garner, Allard, 1920). Они обнаружили, что один из сортов, который цвел весной и  осенью в теплице, не зацветает летом  в открытом грунте. В связи с тем, что летние условия практически не отличались от тепличных, за исключением периода освещенности, было

сделано предположение, что цветению препятствует длинный летний день. Предположение подтвердилось, когда  удалось получить цветение табака летом  при искусственно укороченном дне. В дальнейшем было установлено, что  фотопериодическая реакция свойственна  растениям разных таксономических  групп. Способность воспринимать и  реагировать на длину дня широко распространена и в животном мире. Фотопериодические реакции животных контролируют наступление и прекращение  периода размножения,  эмбриональное  развитие (активное или с диапаузой), плодовитость, осенние и весенние линьки, переход к зимней спячке, чередование обоеполых и партеногенетических  поколений, миграции (яркий пример –  перелеты птиц). Физиологические и биохимические основы фотопериодизма у животных во многом до конца неясны. Предполагают, что фотопериодические реакции осуществляются путем сложной цепи нервно-рефлекторных и гормональных процессов,  контролируемых у позвоночных

гипоталамо-гипофизарной системой. (Христофорова Н.К., 1999)

 

Фотопериодизм у животных. Способность реагировать на изменение продолжительности дня и ночи в суточном цикле присуща многим группам животных: насекомым, клещам, рыбам, птицам, млекопитающим и др. Фотопериодические реакции животных контролируют наступление и прекращение брачного периода, сезонные приспособительные явления. Особенности фотопериодических реакций определяются наследственностью и поддаются селекции. Почти несомненно, что фотопериодизм связан с биологическими ритмами (циркадными). Познание механизмов фотопериодизма позволит прогнозировать фенологию, динамику численности насекомых в природе, разводить полезных насекомых-энтомофагов, управлять развитием животных при их промышленном разведении (искусственное продление дня в осенне-зимний период, стимулирующее яйцекладку у птиц, используется в птицеводстве). (Реймерс Н.Ф., 1994)