Was sind die größten Auswirkungen von Licht auf Tiere? (7 Effekte)

Die Haupteffekte des Lichts auf Tiere sind wie folgt:

Licht beeinflusst auch unterschiedliche Aspekte des Tierlebens. Das Wachstum, die Verfärbung von Gefieder oder Körper, Migration, Fortpflanzung und Diapause werden durch Licht in verschiedenen Insekten, Vögeln, Fischen, Reptilien und Säugetieren beeinflusst. Viele Tiere ziehen es vor, im Dunkeln zu bleiben, während andere wie Hydroide in Abwesenheit von Licht nicht überleben.

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Während die Pflanzen mit Hilfe mehrerer Pigmentsysteme wie Chlorophyll und Phytochrom auf Licht reagieren, gibt es unter den Tieren verschiedene Arten von Photorezeptorsystemen. Dazu gehören "Augenflecken", bestehend aus Amylum-Granulat wie in Protozoen; flache Okelli in Quallen; Grubenaugen in Gastropoden; Vesikelaugen wie bei Polychaeten, Weichtieren und einigen Wirbeltieren; Teleskopaugen bei bestimmten Fischen; Augenaugen bei Krustentieren und Insekten; einfache Augen oder Okelli bei anderen Arthropoden und dermale Lichtrezeptoren bei anderen Tieren.

Es wurde auch gefunden, dass Licht die Entwicklung dieser Sehorgane beeinflusst (Tobias 1976). Zum Beispiel haben viele Bewohner von Höhlen oder Tiefsee im Allgemeinen entweder unverdünnte Augen oder keine Augen, da in diesen Umgebungen kein Licht vorhanden ist. Bathymicrops Regis, die Tiefseefische (5000 Meter Meerestiefe), haben keine Augen. Einige der anderen wichtigen Auswirkungen von Licht auf Tiere sind folgende:

Auswirkungen von Licht auf Tiere

1. Wirkung von Licht auf das Protoplasma:

Die Körper der meisten Tiere bleiben jedoch durch eine Art Körperbedeckung geschützt, die tierisches Gewebe vor den tödlichen Auswirkungen der Sonnenstrahlung schützt. Manchmal durchdringen Sonnenstrahlen solche Abdeckungen und verursachen Anregung, Aktivierung, Ionisierung und Erwärmung von Protoplasma verschiedener Körperzellen. Es ist bekannt, dass ultraviolette Strahlen Mutationsänderungen in der DNA verschiedener Organismen verursachen.

2. Wirkung von Licht auf den Stoffwechsel:

Die Stoffwechselrate verschiedener Tiere wird stark durch Licht beeinflusst. Die erhöhte Lichtintensität führt zu einer Erhöhung der Enzymaktivität, der allgemeinen Stoffwechselrate und der Löslichkeit von Salzen und Mineralien im Protoplasma. Die Löslichkeit von Gasen nimmt jedoch bei hoher Lichtintensität ab. Tiere, die in Höhlenbewohnern leben, sind in ihren Gewohnheiten träge und enthalten eine langsame Metabolisierungsrate.

3. Wirkung von Licht auf die Pigmentierung:

Licht beeinflusst die Pigmentierung bei Tieren. Höhlentiere haben keine Hautpigmente. Wenn sie lange Zeit nicht im Dunkeln sind, werden sie wieder pigmentiert. Die dunkel pigmentierte Haut der Menschen in den Tropen weist ebenfalls auf die Wirkung des Sonnenlichts auf die Pigmentierung der Haut hin. Die Synthese des Hautpigments hängt vom Sonnenlicht ab.

Das Licht bestimmt auch die charakteristischen Muster der Pigmente verschiedener Tiere, die den Tieren im sexuellen Dimorphismus und in der Schutzfärbung dienen. Tiere, die in den Tiefen des Ozeans leben, wo die Umgebung monoton ist, obwohl pigmentiert, zeigen keine Muster in ihrer Farbgebung.

4. Wirkung von Licht auf Tierbewegungen:

Der Einfluss von Licht auf die Bewegung von Tieren ist bei niederen Tieren offensichtlich. Orientierte Bewegungsbewegungen zu einer Lichtquelle hin und von dieser weg werden als Phototaxis bezeichnet. Positiv phototaktische Tiere wie Euglena, Ranatra usw. bewegen sich in Richtung der Lichtquelle, während negativ phototaktische Tiere wie Planarier, Regenwürmer, Schnecken, Cope-Podes, Siphonophores usw. sich von der Lichtquelle entfernen.

Die lichtgerichteten Wachstumsmechanismen werden als Phototropismen bezeichnet, die bei sessilen Tieren auftreten. Phototropismen umfassen auch eine ansprechende Bewegung eines Körperteils eines aktiven Tieres auf den Lichtreiz, wie beispielsweise die Bewegung des Flagellums von Euglena in Richtung Licht und die Bewegung von Polypen vieler Koelenteraten.

Die Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit der Bewegung bestimmter Tiere wird auch durch Licht reguliert. Es wurde beobachtet, dass Tiere, wenn sie auf Licht reagieren, ihre Bewegungsgeschwindigkeit reduzieren, und diese Bewegungen, die nicht gerichtet sind, als Fotokinese bezeichnet werden. Die Photokinese kann eine Änderung der linearen Geschwindigkeit (Rheokinese) oder der Drehrichtung (Klinokinese) sein.

Während der Photokinese, wenn nur ein Teil des Körpers eines Tieres immer von der Lichtquelle abweicht, wird die Reaktion als Photoklinokine bezeichnet. Larven von Musca Inland zeigen solche Bewegungen. Wenn Tiere mit zwei Lichtern gleicher Helligkeit konfrontiert werden, bewegen sie sich zu einer Position, die der Entfernung zwischen den beiden Lichtern entspricht.

Dies wird als Phototropotaxis bezeichnet. Die Anziehung von Männern gegenüber dem Fleisch der Frau wird als Telotaxis bezeichnet. Die Bewegung von Tieren in einem konstanten Winkel zur Lichtquelle wird Lichtkompassreaktion oder Himmelsorientierung genannt.

Himmlische Orientierung:

Einige Organismen, insbesondere Arthropoden, Vögel und Fische, nutzen ihr Zeitgefühl als Hilfe, um von einem Gebiet zum anderen zu gelangen. Um sich zu orientieren, verwenden die Tiere Sonne, Mond oder Sterne als Kompass. Dazu nutzen sie sowohl ihre biologische Uhr als auch Beobachtungen der azimutalen Position der Sonne in Bezug auf eine festgelegte Richtung. Der Azimut ist der Winkel zwischen einer festen Linie auf der Erdoberfläche und einer Projektion der Sonnenrichtung auf die Oberfläche.

Die Verwendung der Sonne als Bezugspunkt bringt einige Probleme mit sich, da sich die Sonne bewegt. Der Zielwinkel ändert sich im Laufe des Tages. Aber Tiere, die die Sonne als Referenz verwenden, korrigieren ihre Orientierung irgendwie. Eine solche Himmelsorientierung wurde bei Fischen, Schildkröten, Eidechsen, den meisten Vögeln und wirbellosen Tieren wie Ameisen, Bienen, Wolfspinnen und Sandtrichtern beobachtet.

5. Photoperiodismus und biologische Uhren:

Es ist bekannt, dass regelmäßig auftretende tägliche Lichtzyklen (Tag; und Dunkelheit (Nacht)) einen tiefgreifenden Einfluss auf das Verhalten und den Stoffwechsel vieler Organismen ausüben. Hintergrund solcher Umweltrhythmen von Licht und Dunkelheit sind die Bewegungen der Erde in Bezug auf die Sonne und der Mond.

Die Rotation der Erde um ihre Achse führt zu einem Wechsel von Nacht und Tag. Die Neigung der Erdachse zusammen mit der jährlichen Revolution um die Sonne erzeugt die Jahreszeiten. Die Reaktion verschiedener Organismen auf Umgebungsrhythmen von Licht und Dunkelheit wird als Photoperiodismus bezeichnet. Jeder Tageszyklus einschließlich einer Beleuchtungsperiode, gefolgt von einer Periode der Dunkelheit, wird als Fotoperiode bezeichnet.

Der Begriff Photophase und Scatophase wird manchmal verwendet, um die Lichtperiode bzw. die Dunkelperiode zu bezeichnen. Verschiedene Tiere haben im Laufe ihrer Entwicklung verschiedene morphologische, physiologische, verhaltensmäßige und ökologische Anpassungen an unterschiedliche Photoperioden entwickelt, die ihnen Umweltinformationen über die Intensität des natürlichen Lichts liefern.

(a) Tägliche Antworten:

Tagesrhythmus:

Das Leben entwickelte sich unter dem Einfluss der täglichen und saisonalen Umweltveränderungen. Es ist daher natürlich, dass Pflanzen und Tiere bestimmte Rhythmen oder Muster in ihrem Leben haben, die sie mit Schwankungen in der Umgebung synchronisieren. Seit Jahren sind Biologen fasziniert über die Mittel, mit denen Organismen ihre Aktivitäten im Rhythmus des 24-Stunden-Tages halten, einschließlich Phänomenen wie dem täglichen Muster der Blatt- und Blütenblattbewegung in Pflanzen, dem Schlaf und Wachzustand von Tieren und dem Auftauchen von Insekten Welpenfälle (Abb. 11 20).

Die Biologen glaubten einmal, dass diese Rhythmik völlig exogen sei, das heißt, die Organismen reagierten nur auf äußere Reize wie Lichtintensität, Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Gezeiten. Nun ist jedoch gut untersucht, dass die meisten Tiere interne oder endogene Rhythmen synchron mit den äußeren oder exogenen Rhythmen der Umgebung besitzen, wodurch sie die Tageslänge messen können.

Die internen oder endogenen Rhythmen dauern ungefähr 24 Stunden, während die exogenen oder umgebenden Rhythmen genau 24 Stunden betragen. Der Begriff circadian (aus dem Lateinischen circa, ca. und stirbt täglich) wird verwendet, um diese täglichen Rhythmen zu bezeichnen. Die Periode des circadianen Rhythmus, die Stundenzahl vom Beginn der Aktivität an einem Tag bis zum Beginn der Aktivität am nächsten, wird als Freilauf bezeichnet.

Die Photoperiode spielt eine Rolle bei der Bereitstellung von Zeitsignalen, um die betroffenen Tiere an diesen Tagesrhythmus anzupassen. Circadiane Rhythmen sind anscheinend innerlich getrieben oder endogen, werden durch Temperaturänderungen nur wenig beeinflusst, sind unempfindlich gegen eine Vielzahl chemischer Inhibitoren und sind angeboren, werden den Organismen nicht durch die Umgebung beigebracht oder eingeprägt.

Der angeborene Charakter des circadianen Rhythmus wird von mehreren Tieren demonstriert. Wenn Drosophila vom Larvenstadium an unter konstanten Bedingungen gehalten wird, treten sie immer noch mit einem regelmäßigen circadianen Rhythmus aus den Puppen auf. Eier von Hühnern und Eidechsen produzieren unter ständigen Bedingungen Tiere, die später regelmäßige zirkadiane Zyklen zeigen. Die zirkadianen Rhythmen wurden in Zooplanktonen, Polychaeten-Anneliden, vielen Insekten (Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Neuroptera, Coleopteta, Orthoptera, Odonata usw.), den meisten Vögeln und bestimmten Säugetieren beobachtet.

Planktons von Meer und Seen liefern sehr interessante Beispiele für circadiane Rhythmen, indem sie tageszeitliche Änderungen in ihrer vertikalen Verteilung zeigen. Beispielsweise neigen zahlreiche Copepoden und Zooplanktons dazu, nachts zur Oberfläche zu schwimmen und sich tagsüber in tiefere Schichten zu bewegen (siehe Clarke, 1954).

Bei den Phytoplanktons ist es umgekehrt. Die Phytoplanktons des Dal-Sees, Shrinagar, zeigen in umgekehrter Reihenfolge die Tagesbewegungen: Sie sind während des Tages reichlich in der Oberflächenschicht und mitten in der Nacht in einer Tiefe von 2, 5 Metern (Kant und Kachroo 1975).

Der Besitz eines zirkadianen Rhythmus, der an Umweltrhythmen unterhalten werden kann, bietet Pflanzen und Tieren eine biologische Uhr, die ein integraler Bestandteil der Zellstruktur ist und ein chemosensorisches System ist, das für die Reize der Umwelt sehr empfänglich ist. Die biologischen Uhren verschiedener Tiere laufen oder oszillieren kontinuierlich und die Umgebung initiiert oder stoppt ihre Funktion nicht. Höchstens bestimmte Umgebungsreize können dazu dienen, die Funktionen biologischer Uhren zu regulieren.

(b) Jahresrhythmen:

Rundlaufrhythmen:

Bei den Tieren treten auch solary-Tag, Mondtag, Gezeiten-, Monats- und Jahresrhythmus auf. Endogene einjährige Zyklen oder umlaufende Rhythmen sind bei vielen Tieren bekannt, z. B. Eichhörnchen, Grasmücken und anderen Vögeln, einigen Krebsen und Schnecken.

Die kreisförmigen Rhythmen sind für das Timing saisonaler Ereignisse von adaptivem Wert und geben die Migrationsaktivität an, die gerade ausreicht, um die Vögel in die Nähe ihrer artenspezifischen Winterquartiere zu bringen. Die kreisförmigen Rhythmen beeinflussen auch die Gonadenaktivitäten, Fortpflanzungszyklen, Metamorphose und Anpassungen an Kälte (Entwicklung von Fell- und Federmänteln von Tieren im Winter) und so weiter.

Die Diapause bei Insekten hängt direkt mit der Photoperiode zusammen. Die Puppen von Apatele rumicis treten bei Photoperioden weniger als 15 Stunden in die Diapause ein, überspringen jedoch diese Pause bei 16-stündiger Photoperiode. Experimentelle Arbeiten mit einer Reihe von Vogelarten haben ebenfalls gezeigt, dass der Fortpflanzungszyklus einem exogenen saisonalen Rhythmus mit sich ändernden Tageslängen und einer endogenen physiologischen Reaktion unterliegt, die durch einen circadianen Rhythmus gesteuert wird.

Nach der Brutzeit haben sich die bisher untersuchten Gonaden der Vögel spontan zurückgebildet. Dies ist die Refraktärzeit, eine Zeit, in der Licht keine Gonadenaktivität auslösen kann, deren Dauer durch die Tageslänge reguliert wird. Kurze Tage beschleunigen die Beendigung der Refraktärzeit; lange Tage verlängern es. Nachdem die Refraktärzeit abgeschlossen ist, beginnt die progressive Phase im Spätherbst und Winter.

Während dieser Zeit mästen die Vögel, sie wandern aus und ihre Fortpflanzungsorgane nehmen zu. Dieser Vorgang kann beschleunigt werden, indem der Vogel einem langen Tag ausgesetzt wird. Die Vollendung der progressiven Periode bringt die Vögel in die Fortpflanzungsphase. Eine ähnliche photoperiodische Reaktion gibt es beim Cyprinidenfisch; die Minnows (siehe Smith, 1977).

Saisonale Zyklen des Photoperiodismus beeinflussen die Brutzyklen vieler Säugetiere wie Weißwedelhirsche (Abb. 11.21) und fliegende Eichhörnchen. Zum Beispiel hat das Flughörnchen zwei Spitzen der Wurfproduktion, der erste im frühen Frühling, normalerweise im April, im Nordosten der Vereinigten Staaten und der zweite im Spätsommer, normalerweise im August.

6. Wirkung von Licht auf die Reproduktion:

Bei vielen Tieren (z. B. Vögeln) ist Licht für die Aktivierung der Gonaden und für die Einleitung jährlicher Zuchtaktivitäten erforderlich. Es wird festgestellt, dass die Gonaden von Vögeln im Sommer mit erhöhter Beleuchtung aktiv werden und sich im Winter während kürzerer Beleuchtungszeiten zurückbilden.

7. Einfluss von Licht auf die Entwicklung:

Licht beschleunigt in einigen Fällen (z. B. Lachslarven) die Entwicklung, während es in anderen (z. B. Mytiluslarven) es verzögert.

Außerdem wird gelegentlich die Sonnenstrahlung durch die Entwicklung von Sonnenflecken erhöht. Dadurch wird überschüssige Energie in den Weltraum abgestrahlt und dies erhöht naturgemäß die Abgabe von Sonnenenergie in Erdnähe. Eine direkte Folge davon ist die stärkere Verdampfung des Wassers, die zur Bildung von Wolken führt, um eine stärkere Sonneneinstrahlung zu verhindern und somit die Temperatur auszugleichen und das Klima zu verändern.

Mondperiodizität:

Es kann als ein biologischer Rhythmus definiert werden, in dem die Maxima und Minima einmal oder zweimal in jedem Mondmonat gleichzeitig erscheinen; Wenn der Rhythmus einmal in 15 Tagen (14-77 Tagen) auftritt, wird er als Semilunar bezeichnet. Wenn es einmal in 30 Tagen auftritt, wird es Mond genannt. Der Mondzyklus oder die Periodizität steuert viele lebende Aktivitäten. Beispielsweise produzieren Meeresalgen Dictyota ihre Granate zur Zeit des Vollmondfrühlings. Das Laichen von Fischen folgt Leuresthes tenuis einem halbdurchlaufenden Zyklus. Bestimmte Polychaete-Würmer zeigen auch Mondperiodizität.