ГДЗ: Параграф § 45 / Биология 11 класс

Солнечный свет выполняет несколько важных ролей:

• Служит основным источником энергии для фотосинтеза у растений и цианобактерий, поддерживая всю пищевую цепь.
• Поддерживает тепловой баланс в организме.
• Является необходимым условием для ориентации многих животных в пространстве, поиска пищи, партнёров и мест обитания.
• Выступает как сигнальный фактор, регулирующий сезонные ритмы (фотопериодизм).

Биологическое действие лучей:

• Коротковолновые УФ-лучи: Губительны для живого.
• Длинноволновые УФ-лучи: Оказывают бактерицидное действие, способствуют выработке витамина D.
• Видимый свет: Необходим для фотосинтеза и зрительной ориентации.
• Инфракрасные лучи: Вызывают тепловое нагревание.

Часть солнечного спектра, называемая фотосинтетически активной радиацией (ФАР), включает видимый свет с длиной волны примерно от 380 до 710 нм. ФАР имеет огромное значение для фототрофных организмов, поскольку является основным источником энергии для фотосинтеза. ФАР можно регулировать, например, путём использования искусственного освещения или светофильтров.

Растения разделяют на три экологические группы по отношению к свету:

• Светолюбивые растения (гелиофиты): Требуют яркого освещения (напр., подсолнечник, василёк луговой).
• Теневыносливые растения (факультативные гелиофиты): Могут расти на свету, но способны выдерживать тень (напр., липа сердцелистная).
• Тенелюбивые растения (сциофиты): Плохо переносят яркий свет, обитают в условиях сильного затенения (напр., кислица обыкновенная).

Распределение растений на эти группы имеет значение для формирования ярусности в растительных сообществах, что позволяет наиболее эффективно использовать свет и другие ресурсы, избегая сильной конкуренции.

Животных по отношению к свету разделяют на три экологические группы, исходя из их активности в разное время суток:

• Дневные животные: Активны при высоком уровне освещённости (напр., белка европейская, многие птицы).
• Сумеречные животные: Активны в сумеречное время (напр., майский жук).
• Ночные животные: Активны ночью (напр., ночной ушан, совы).

Фотопериодизм – это реакция организмов (растений и животных) на сезонные изменения продолжительности дня и ночи, которая проявляется в изменении интенсивности и характера физиологических процессов. Его роль:

• Является сигналом для подготовки к сезонным изменениям (например, наступлению зимы).
• У растений регулирует начало роста, цветение, плодоношение и листопад.
• У животных регулирует миграции (прилёты/отлёты), размножение, линьку и впадение в спячку.

Растения, различающиеся по реакции на продолжительность дня и ночи, называют фотопериодическими группами:

• Длиннодневные растения: Требуют более 12 часов освещения в сутки для цветения (напр., пшеница, лук, морковь).
• Короткодневные растения: Требуют тёмного периода не менее 12 часов в сутки для цветения (напр., хризантемы, кукуруза).
• Нейтральные растения: Не реагируют на изменение длины дня и ночи (напр., бархатцы, флоксы).

Важность фотопериодизма для сельского хозяйства обусловлена тем, что знание потребности культур в определённой длине дня позволяет:

• Выбирать оптимальные сроки посева и районы возделывания для получения максимального урожая.
• Использовать искусственное освещение в теплицах (например, увеличивая световой день для длиннодневных культур или уменьшая для короткодневных) для регулирования сроков цветения и плодоношения, повышения продуктивности.

Пример опыта: Сравнение роста и цветения короткодневного растения (например, хризантемы) в трёх условиях:

• Контрольная группа: Естественная продолжительность дня и ночи.
• Опыт 1 (Длинный день): Естественный день + несколько часов искусственного освещения ночью (например, 16 часов света).
• Опыт 2 (Короткий день): Естественный день, прерываемый многочасовым затенением в течение дня для обеспечения длинного тёмного периода (например, 8 часов света).

Результат: Растение в условии «Короткий день» зацветёт быстрее, чем в других условиях, что докажет его принадлежность к короткодневным.

Совместное произрастание растений с разными требованиями к свету (например, светолюбивых и теневыносливых) имеет важное экологическое значение, так как позволяет:

• Полностью использовать световую энергию: Светолюбивые растения занимают верхние ярусы (хорошо освещённое пространство), а теневыносливые и тенелюбивые – нижние ярусы (затенённое пространство).
• Формировать устойчивые и продуктивные растительные сообщества (например, лес), где конкуренция за свет уменьшается благодаря ярусному распределению, что обеспечивает более полное использование ресурсов среды и увеличивает общую биомассу.