Yorug‘lik – muhitning ekologik omili

Mavzular

Quyosh energiyasi va spektr

Yorug‘lik muhitning abiotik omili. Yerda hayot mavjudligining asosiy sharti koinotdan yetib keladigan quyosh energiyasidir. Quyosh energiyasi ekosistemalarda kechadigan biologik jarayonlarni energiya bilan ta’minlaydi. Quyosh energiyasi fotosintez jarayoni uchun energiya manbayi bo‘lib xizmat qiladi, organizmlarda issiqlik me’yorini saqlashda ishtirok etadi, suv almashinuvini ta’minlaydi, fazoda mo‘ljal olish uchun zarur omil sanaladi. Atmosferaning yuqori chegarasida quyosh doimiyligi deb ataladigan quyosh nurlanishining quvvati 1380 W/m2 ga tengdir. Ammo Yer yuzasiga yetib keladigan quyosh nurlanishining quvvati birmuncha kamroqdir, chunki yorug‘likning bir qismi atmosferada yutiladi va qaytariladi.

Biologik ahamiyatiga ko‘ra quyosh nuri uch xil spektrga: ultrabinafsha, ko‘rinadigan, infraqizil nurlarga ajratiladi (12-rasm).

Ultrabinafsha nurlar

Ultrabinafsha nurlar (to‘lqin uzunligi 30–400 nm). Ularning tirik organizmlarga ta’siri to‘lqin uzunligi va miqdoriga bog‘liq. To‘lqin uzunligi (290–380 nm) bo‘lgan ultrabinafsha nurlarning kam qismigina ozon ekranidan o‘tib, Yer yuziga yetib keladi. Bu nurlar bakteriyalarni nobud qilish xususiyatiga ega.

Qisqa to‘lqinli ultrabinafsha nurlar esa (290 nm dan kam) tirik organizmlar uchun halokatli ta’sir etadi, ular ozon ekranidan o‘tmaydi. Uzun to‘lqinli ultrabinafsha nurlar ta’sirida teri pigmenti – melanin, ko‘z to‘r pardasi pigmenti va D vitamin sintezlanadi.

Ko‘rinadigan nurlar

Ko‘rinadigan nurlar (to‘lqin uzunligi 400–750 nm), quyosh spektridagi Yerga yetib keladigan nurlarning 50% ga yaqinini tashkil etadi. Fotosintezlovchi o‘simliklar va sianobakteriyalarning xlorofill pigmenti yordamida qabul qilinadi. Bu organizmlarda ko‘rinadigan nurlar ta’sirida fotosintez jarayonida anorganik moddalardan sintezlanadigan organik birikmalar geterotrof organizmlar uchun ham oziq bo‘lib xizmat qiladi. O‘simliklarda fotosintezning intensivligi (jadalligi) yorug‘likning optimal darajasiga bog‘liq. Yorug‘lik optimal darajadan ortsa yoki pasaysa fotosintez susayadi.

Fototropizm, fotonastiya, fototaksis

O‘simliklar yorug‘lik ta’sirida organlarning fazoda joylashuvini o‘zgartirish xususiyatini, ya’ni fototropizm va fotonastiya hodisalarini namoyon qiladi.

Fototropizm (yunoncha «photos» – yorug‘lik) – o‘simlik organlarining yorug‘lik tomonga o‘sish orqali amalga oshadigan harakatlari sanaladi. Masalan, o‘simlik novdasi yorug‘lik tushadigan tomonga burilib o‘sadi.

Fotonastiya – sutkaning yorug‘ va qorong‘i vaqtining almashinishi bilan bog‘liq harakatlar ko‘rinishida namoyon bo‘ladi. Masalan, ba’zi o‘simliklarning gullari yorug‘da ochiladi, kun botganda esa yopiladi (lola, qoqio‘t), boshqa bir o‘simliklarning gullari esa aksincha, kun botganda ochiladi, tongda yopiladi (namozshomgul).

Erkin harakatlanadigan sodda hayvonlar, bir hujayrali tuban o‘simliklarning yorug‘lik ta’siri yo‘nalishi bo‘ylab harakatlanishi fototaksis deyiladi.

Hayvonlar uchun yorug‘lik

Hayvonlar uchun yorug‘lik ahamiyatga ega.

Kunduzgi hayvonlar ko‘rinadigan nurlar yordamida oziq izlaydi, yashash uchun qulay joy axtaradi. Ko‘pchilik hayvonlar yorug‘lik spektri tarkibini farqlaydi, ya’ni rangli ko‘rish xususiyatiga ega. Masalan, gullarning yorqin rangi ularni changlatadigan hasharotlarni o‘ziga jalb qiladi. Tungi hayvonlar (boyqush, ukki) qorong‘ida ham bemalol harakatlanadi, ov qiladi. Tuproqda, g‘orlarda, dengiz va okeanlar tubida yashovchi hayvonlar hayotiy faoliyati uchun yorug‘lik muhim omil hisoblanmaydi. Bunday hayvonlar yorug‘lik yetarli bo‘lmagan muhitda yashashga moslashgan. Qushlarning qishlash joylariga migratsiyasi uchun ham kun uzunligining qisqarishi signal bo‘lib xizmat qiladi.

Infraqizil nurlar

Infraqizil nurlar (to‘lqin uzunligi 750 nm dan yuqori) – quyosh spektridagi Yerga yetib keladigan nurlarning 45% dan ortig‘ini tashkil etadi. Infraqizil nurlar issiqlik manbayi hisoblanadi, shuning uchun issiqlik nurlari ham deyiladi. Bu nurlar o‘simliklar va hayvonlar to‘qimalari tomonidan yutiladi va organizmlar tanasini qizdirib to‘qima va organlarda issiqlik almashuvini tezlashtiradi, tana qoplami orqali suv bug‘lanishini kuchaytiradi.

Ko‘pchilik sovuqqonli hayvonlar (sudralib yuruvchilar (reptiliyalar), suvda hamda quruqlikda yashovchilar (amfibiyalar), hasharotlar va b.) quyosh nuridan tana haroratini ko‘tarish uchun foydalanadilar. Kalmar, shaqildoq ilon, bo‘g‘ma ilonlar infraqizil nurlarni maxsus organlari yordamida sezish qobiliyatiga ega, bu esa ularga tunda ov qilish imkoniyatini beradi. Infraqizil nurlar o‘simliklarning barg og‘izchalari orqali karbonat angidrid gazining yutilishida ham ahamiyatga ega.

Fotoperiod – kun uzunligi

Yorug‘likning ekologik omil sifatida ta’siri Yerning Quyosh atrofida aylanishi bilan bog‘liq, shuning uchun yorug‘lik sutkalik va mavsumiy davriylikka ega. O‘simliklar va hayvonlardagi fiziologik jarayonlar sutka davomida ritmik ravishda o‘zgarib turadi. Masalan, o‘simliklarning gullari sutkaning ma’lum vaqtida ochiladi, ma’lum vaqtida esa yopiladi. Hayvonlarda esa kunduzgi va tungi hayot kechirishga bir qator moslanishlar mavjud.

Kun uzunligi (fotoperiod) o‘simlik va hayvonlar hayotida katta ahamiyatga ega. Fotoperiod kun uzunligi bo‘lib, u yil fasllari bilan belgilanadi. Kun uzunligining o‘zgarishi natijasida yil fasllarining almashinishi sodir bo‘ladi. Yer sharining Quyosh atrofida harakatlanishi va Yer o‘qining orbita tekisligiga nisbatan burchak ostida joylashganligi yil fasllari almashinishining asosiy sababi hisoblanadi.

Kun uzunligi organizmlardagi fiziologik jarayonlar va mavsumiy bioritmlar uzviyligini belgilovchi omil sanaladi. Kun uzunligining o‘zgarishi o‘simliklar va hayvonlar uchun signal vazifasini bajaradi. Bu omil o‘simliklarning o‘sishi, gullashi, meva tugishi, xazonrezgilik, tinim davriga o‘tish kabi muhim biologik jarayonlarni boshqaradi. Hayvonlarning tullashi, migratsiyasi, ko‘payishi ham kun uzunligi bilan belgilanadi.

Yorug‘sevar o‘simliklar

Organizmlarning yorug‘likka nisbatan ehtiyojiga ko‘ra tasnifi. Tirik organizmlarning yorug‘likka ehtiyoji turlicha. O‘simliklar yorug‘likka bo‘lgan talabiga ko‘ra quyidagi ekologik guruhlarga ajratiladi. Yorug‘sevar o‘simliklar ko‘p miqdorda quyosh energiyasini qabul qiladi. Bu o‘simliklar dasht, cho‘l, o‘tloq kabi ochiq joylarda o‘sadi. Yorug‘sevar o‘simliklarga o‘t o‘simliklardan zubturum, daraxtlardan saksovul, gledichiya, qarag‘ay, qayin, shumtol, yapon saforasi, madaniy o‘simliklardan makkajo‘xori, oqjo‘xori (sorgo), shakarqamish kabilar kiradi. Yorug‘sevar o‘simliklarning shox-shabbasi bir-biriga soya solmasdan o‘sadi. Bu o‘simliklarning barg plastinkalari qalin bo‘lib, sirti mum bilan qoplangan, xloroplastlarga boy, barg og‘izchalari ko‘p bo‘ladi.

Soyaga chidamli va soyasevar o‘simliklar

Soyaga chidamli o‘simliklar – yorug‘ joyda yaxshi o‘sadi, lekin yorug‘likning yetishmovchiligiga ham bardosh bera oladigan o‘simliklar. Bu guruhga nastarin, lipa, qulupnay, binafsha kabi o‘simliklar misol bo‘ladi. Soyasevar o‘simliklar – o‘rmonlarning quyi yaruslarida va suv havzalarining tubida o‘sadigan o‘simliklar. Bu o‘simliklar kuchli yorug‘likni yoqtirmaydi. Soyasevar o‘simliklarga yo‘sin, plaun, qirqquloq, qirqbo‘gim, qizil va qo‘ng‘ir suvo‘tlar kiradi.

O‘simliklarning yorug‘likka bo‘lgan talabini yaxshi bilgan holda Yer sharining turli joylaridan keltirilgan madaniy va manzarali o‘simliklarni ko‘paytirish mumkin (13–14-rasmlar).

Hayvonlarning ekologik guruhlari

Hayvonlar yorug‘likka bo‘lgan talabiga ko‘ra quyidagi ekologik guruhlarga ajratiladi: kunduzgi, kechqurungi va tungi hayvonlar. Bu hayvonlarning faolligi sutkaning yoritilganlik darajasiga bog‘liq. Kunduzgi hayvon turlari ko‘pchilikni tashkil etadi (asalari, qaldirg‘och, quyon), ularning hayotiy faoliyati sutkaning yorug‘ vaqtida faol kechadi. Tungi hayvonlar (bo‘ri, ukki, chirildoq, suvarak) tunda faol harakatlanib, oziq izlaydi. Kechqurungi hayvonlar (ko‘rshapalak, may qo‘ng‘izi) o‘z faoliyatini quyosh botgan g‘irashira vaqtda boshlaydi.

Hayvonlarning rang ajrata olish qobiliyati ham sutkaning qaysi vaqtida faol bo‘lishiga bog‘liq. Yirtqich sutemizuvchilar, yirtqich qushlar ranglarni farq qilmaydi, kunduzgi hayvonlardan primatlar, to‘tiqushlar, kolibrilar ranglarni ajrata olish qobiliyatiga ega.

Yer yuzining turli kengliklarida kun uzunligi bir xil emas. Ekvatorda kun uzunligi yil davomida deyarli bir xil, taxminan 12 soatni tashkil etadi. Ekvatordan qutblarga borgan sari kun uzunligi yil fasllariga qarab farqlanadi.

Fotoperiodizm

O‘simlik va hayvonlarning o‘sishi, rivojlanishi kun uzunligiga bog‘liq. Bu hodisa fotoperiodizm deyiladi. Fotoperiodizm kun uzunligining mavsumiy o‘zgarishlariga nisbatan tirik organizmlarning javob reaksiyalari hisoblanadi. Fotoperiodizm yorug‘likning intensivligiga emas, balki sutkaning yorug‘ va qorong‘i vaqtlarining almashinish davriyligiga bog‘liq. Fotoperiodizm tirik organizmlardagi morfologik, fiziologik, biokimyoviy jarayonlarning kun uzunligiga bog‘liq ravishda ritmik o‘zgarishlaridir.

Kun uzunligiga nisbatan javob reaksiyasiga ko‘ra o‘simliklar ekologik guruhlarga ajratiladi.

Uzun kun, qisqa kun, neytral o‘simliklar

Uzun kun o‘simliklari – mo‘tadil iqlimli mintaqalarning o‘simliklari bo‘lib, yilning uzun kunli (13 soat va undan uzoq) davrlarida – yoz oylarida gullaydi. Agar kun qisqa bo‘lsa va yorug‘lik yetishmasa, bu o‘simliklar o‘sishda davom etadi, lekin gullamaydi. O‘simliklarning aynan shu xususiyati ularni ekish vaqtini belgilaydi. Uzun kun o‘simliklariga kartoshka, sabzi, piyoz, karam, rediska, sholg‘om kabi o‘simliklar misol bo‘ladi.

Qisqa kun o‘simliklari tropik va subtropik mintaqalarda o‘sadi. Ular qisqa kun (12 soatdan kam) sharoitida, bahor va kuz oylarida gullaydi, rivojlanadi. Masalan, qalampir, baqlajon, pomidor, bodring, g‘o‘za, qulupnay, xrizantema, kartoshkagul, shoyigul va boshq.

Neytral o‘simliklarning gullashi kun uzunligiga bog‘liq emas. Masalan, no‘xat, qoqio‘t kabi o‘simliklar neytral o‘simliklar guruhiga mansub.

Biologik soat

O‘simlik va hayvonlarda fotoperiodizm hodisasini o‘rganish natijasi tirik organizmlarning yorug‘lik ta’siriga javob reaksiyalarini nafaqat ularning qabul qiladigan yorug‘lik miqdoriga, balki ma’lum davomiylikka ega kun uzunligiga ham bog‘liqligini ko‘rsatadi. Bir hujayrali tirik organizmlardan tortib to yuksak darajada tuzilgan odam ham «biologik soat»ga ega. Biologik soatlar organizmlardagi mavsumiy o‘zgarishlarni va boshqa biologik jarayonlarni boshqaruvchi mexanizm bo‘lib, organizmlarning nafaqat sutkalik bioritmlarni, hatto hujayra darajasidagi jarayonlarni, masalan, hujayralarning bo‘linishini ham boshqaradi.

Bilimingizni sinang