Quais são os principais efeitos da luz nos animais? (7 efeitos)

Os principais efeitos da luz nos animais são os seguintes:

A luz também afeta aspectos divergentes da vida do animal. O crescimento, a coloração da plumagem ou do corpo, a migração, a reprodução e a diapausa são afetados pela luz em vários insetos, pássaros, peixes, répteis e mamíferos. Muitos animais preferem permanecer no escuro, enquanto outros, como os hidróides, não conseguem sobreviver na ausência de luz.

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Enquanto as plantas respondem à luz com a ajuda de vários sistemas de pigmentos como clorofila e fitocromo, entre os animais existem vários tipos de sistemas foto-receptores. Estes incluem 'olhos' consistindo em grânulos de amilo como em protozoários; ocelos lisos em águas-vivas; olhos de poço em gastrópodes; olhos vesiculares como nos poliquetas, moluscos e alguns vertebrados; olhos telescópicos em certos peixes; olhos compostos em crustáceos e insetos; olhos simples ou ocelos em outros artrópodes e receptores de luz dérmica em outros animais.

A luz também foi encontrada para influenciar o desenvolvimento desses órgãos visuais (Tobias, 1976). Por exemplo, muitos animais de cavernas ou mar profundo geralmente têm olhos vestigiais ou sem olhos devido à ausência de luz nesses ambientes. Bathymicrops Regis, o peixe do fundo do mar (5000 metros de profundidade do mar) não tem olhos. Alguns dos outros efeitos importantes da luz sobre os animais são os seguintes:

Efeitos da luz em animais

1. Efeito da luz no protoplasma:

Embora os corpos da maioria dos animais permaneçam protegidos por algum tipo de cobertura corporal que salva tecidos de animais dos efeitos letais das radiações solares. Mas, às vezes, os raios solares penetram em tais coberturas e causam excitação, ativação, ionização e aquecimento de protoplasma de diferentes células do corpo. Os raios ultravioleta são conhecidos por causar alterações mutacionais no DNA de vários organismos.

2. Efeito da luz no metabolismo:

A taxa metabólica de diferentes animais é grandemente influenciada pela luz. O aumento da intensidade da luz resulta num aumento da atividade enzimática, taxa metabólica geral e solubilidade de sais e minerais no protoplasma. Solubilidade de gases, no entanto, diminui em alta intensidade de luz. Descobriu-se que os animais das cavernas são lentos em seus hábitos e contêm baixa taxa de metabolismo.

3. Efeito da luz na pigmentação:

A luz influencia a pigmentação em animais. Animais da caverna não possuem pigmentos da pele. Se eles são mantidos fora da escuridão por um longo tempo, eles recuperam a pigmentação da pele. A pele de pigmentação escura dos habitantes humanos dos trópicos também indica o efeito da luz solar na pigmentação da pele. A síntese do pigmento da pele depende da luz solar.

A luz também determina os padrões característicos de pigmentos de diferentes animais que servem aos animais em dimorfismo sexual e coloração protetora. Animais que vivem nas profundezas do oceano, onde o ambiente é monótono, embora pigmentado, não mostram padrões em sua coloração.

4. Efeito da luz nos movimentos dos animais:

A influência da luz no movimento dos animais é evidente nos animais inferiores. Movimentos locomotores orientados para e longe de uma fonte de luz são chamados de fototaxia. Animais positivamente fototáxi- cos, como Euglena, Ranatra, etc., movem-se em direção à fonte de luz, enquanto animais negativamente fototáxi- cos, como planárias, minhocas, lesmas, cope- poes, sifonóforos, etc., se afastam da fonte de luz.

Os mecanismos de crescimento direcionados à luz são chamados de fototropismos que ocorrem em animais sésseis. Os fototropismos também incluem o movimento responsivo de alguma parte do corpo de algum animal ativo ao estímulo luminoso, como o movimento do flagelo de Euglena em direção à luz e os movimentos de pólipos de muitos celenterados.

A velocidade ou velocidade do movimento de certos animais também é regulada pela luz. Foi observado que os animais quando respondem à luz reduzem a sua velocidade de movimento e estes movimentos que são não direcionais são chamados de fotocinesia. A fotocinesia pode ser uma mudança na velocidade linear (reocinesia) ou na direção do giro (klinocinesia).

Durante photokinesis quando só uma parte do corpo de um animal se desvia sempre da fonte de luz, a reação é denominada photoklinokinesls. Larvas de musca domésticas mostram tais movimentos. Quando os animais são confrontados com duas luzes de igual brilho, eles se movem em direção ou para uma posição que é a distância entre as duas luzes.

Isso é chamado de fototropotaxia. A atração dos machos em direção à carne da fêmea é chamada de telotaxia. O movimento de animais em um ângulo constante em direção à fonte de luz é chamado de reação da bússola de luz ou orientação celestial.

Orientação celestial:

Alguns organismos, particularmente artrópodes, pássaros e peixes, utilizam seu senso de tempo como uma ajuda para encontrar o caminho de uma área para outra. Para se orientar, os animais usam o sol, a lua ou as estrelas como uma bússola. Para fazer isso, eles utilizam tanto o seu relógio biológico e observações sobre a posição azimutal do sol em relação a uma direção estabelecida. O azimute é o ângulo entre uma linha fixa na superfície da Terra e uma projeção da direção do sol na superfície.

Usar o sol como ponto de referência envolve alguns problemas para os animais porque o sol se move. O ângulo alvo muda ao longo do dia. Mas os animais que usam o sol como referência corrigem sua orientação de alguma forma. Essa orientação celestial tem sido observada em peixes, tartarugas, lagartos, a maioria das aves e tais invertebrados como formigas, abelhas, aranhas lobo e funis de areia.

5. Fotoperiodismo e relógios biológicos:

Os ciclos diários de luz (dia e escuridão (noite) que ocorrem regularmente exercem profunda influência sobre o comportamento e o metabolismo de muitos organismos. Subjacentes a esses ritmos ambientais de luz e escuridão estão os movimentos da Terra em relação ao sol e a lua.

A rotação da Terra em seu eixo resulta em alternância de noite e dia. A inclinação do eixo da Terra, juntamente com a revolução anual em torno do sol, produz as estações do ano. A resposta de diferentes organismos aos ritmos ambientais de luz e escuridão é denominada fotoperiodismo. Cada ciclo diário, incluindo um período de iluminação seguido de um período de escuridão, é chamado período fotográfico.

O termo fotofase e scatophase são algumas vezes usados ​​para indicar o período de luz e o período de escuridão, respectivamente. Diferentes animais evoluíram com diferentes adaptações morfológicas, fisiológicas, comportamentais e ecológicas, no decorrer de sua evolução, para diferentes fotoperíodos, que fornecem informações ambientais sobre as intensidades da luz natural.

(a) Respostas diárias:

Ritmos circadianos:

A vida evoluiu sob a influência de mudanças ambientais diárias e sazonais, por isso é natural que plantas e animais tenham alguns ritmos ou padrões em suas vidas que os sincronizem com as flutuações do ambiente. Durante anos os biólogos ficaram intrigados com os meios pelos quais os organismos mantiveram suas atividades em ritmo com o dia de 24 horas, incluindo fenômenos como o padrão diário de movimento de folhas e pétalas nas plantas, o sono e a vigília dos animais e o surgimento de insetos casos pupais (Fig. 11 20).

Houve época em que os biólogos pensavam que essas ritmidades eram inteiramente exógenas, ou seja, os organismos respondiam apenas a estímulos externos, como intensidade de luz, umidade, temperatura e marés. Mas agora é bem investigado que a maioria dos animais possui ritmos internos ou endógenos em sincronia com os ritmos externos ou exógenos do ambiente, devido aos quais eles permanecem capazes de medir a duração do dia.

Os ritmos internos ou endógenos são aproximadamente de 24 horas de duração, enquanto os ritmos exógenos ou ambientais são exatamente de 24 horas de duração. O termo circadiano (do latim circa, sobre e morre, diariamente) tem sido usado para denotar esses ritmos diários. O período de ritmo circadiano, o número de horas desde o início da atividade, um dia, até o início da atividade, no próximo, é chamado de corrida livre.

O fotoperíodo desempenha um papel no fornecimento de sinais de tempo, para ajustes dos animais envolvidos nesses ritmos diários. Os ritmos circadianos aparentemente são dirigidos internamente ou endógenos, são pouco afetados por mudanças de temperatura, são insensíveis a uma grande variedade de inibidores químicos e são inatos, não aprendidos ou imprimidos aos organismos pelo ambiente.

O caráter inato do ritmo circadiano é demonstrado por vários animais. Quando a Drosophila é mantida sob condições constantes do estágio larval, elas ainda emergem das pupas com um ritmo circadiano regular. Ovos de galinha e lagartos mantidos em condições constantes produzem animais que mais tarde apresentam ciclos circadianos regulares. Os ritmos circadianos foram observados em zooplânctons, anelídeos de poliqueta, muitos insetos (Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Neuroptera, Coleopeta, Orthoptera, Odonata, etc.), a maioria das aves e certos mamíferos.

Plânctons de mar e lagos fornecem exemplos muito interessantes de ritmos circadianos, mostrando mudanças diurnas em sua distribuição vertical. Por exemplo, numerosos copépodes e zooplânctons tendem a nadar em direção à superfície à noite e a descer para camadas mais profundas durante o dia (ver Clarke, 1954).

O inverso é verdadeiro com os fitoplânctons. Fitoplânctons de Dal Lake, Shrinagar exibem movimento diurno em ordem inversa: eles são abundantes na camada superficial durante o dia e na profundidade de 2, 5 metros no meio da noite (Kant e Kachroo, 1975).

A posse de um ritmo circadiano que pode ser entretido com ritmos ambientais fornece às plantas e animais um relógio biológico, que é parte integrante da estrutura celular e é um sistema quimiossensorial muito receptivo aos estímulos ambientais. Os relógios biológicos de diferentes animais correm ou oscilam continuamente e o ambiente não inicia ou interrompe a sua função. No máximo certos estímulos ambientais podem servir para regular as funções dos relógios biológicos.

(b) ritmos anuais:

Ritmos circanuais:

O dia do solário, o dia lunar, os ritmos das marés, os ritmos mensais e anuais também são comuns entre os animais. Ciclos anuais endógenos ou ritmos circanuais são conhecidos em muitos animais como esquilos terrestres, toutinegras e outras aves, alguns lagostins e lesmas.

Os ritmos circanuais são de valor adaptativo para sincronizar eventos sazonais e especificar os níveis de atividade migratória que são suficientes apenas para que as aves cheguem à vizinhança de suas espécies - áreas de inverno específicas. Os ritmos circanuais também afetam as atividades gonadianas, os ciclos reprodutivos, a metamorfose e as adaptações ao frio (desenvolvimento de casacos de peles e penas durante o inverno), e assim por diante.

A diapausa em insetos está diretamente relacionada ao fotoperíodo. As pupas de Apatele rumicis entram em diapausa em fotoperíodos com menos de 15 horas, mas pulam esta pausa em fotoperíodo de 16 horas. Da mesma forma, trabalhos experimentais com várias espécies de aves mostraram que o ciclo reprodutivo está sob o controle de um ritmo sazonal exógeno de mudança de duração do dia e de uma resposta fisiológica endógena determinada por um ritmo circadiano.

Após a época de reprodução, descobriu-se que as gónadas de aves estudadas até à data regrediram espontaneamente. Este é o período refratário, um período em que a luz não pode induzir a atividade gonadal, cuja duração é regulada pela duração do dia. Dias curtos apressam a terminação do período refratário; dias longos prolongam-no. Depois que o período refratário é concluído, a fase progressiva começa no final do outono e inverno.

Durante esse período, as aves engordam, migram e seus órgãos reprodutivos aumentam de tamanho. Este processo pode ser acelerado, expondo a ave a um fotoperíodo de dia longo. A conclusão do período progressivo leva as aves ao estágio reprodutivo. Uma resposta fotoperiódica semelhante existe no peixe ciprinídeo; os peixinhos (ver Smith, 1977).

Os ciclos sazonais do fotoperiodismo influenciam os ciclos de reprodução de muitos mamíferos, como veados de cauda branca (Fig. 11.21) e esquilos voadores. Por exemplo, o esquilo voador tem dois picos de produção de serapilheira, o primeiro no início da primavera, geralmente em abril, no nordeste dos Estados Unidos, e o segundo no final do verão, geralmente em agosto.

6. Efeito da luz na reprodução:

Em muitos animais (por exemplo, pássaros), a luz é necessária para a ativação das gônadas e para iniciar atividades anuais de reprodução. As gônadas de aves são ativadas com maior iluminação durante o verão e para regredir durante períodos mais curtos de iluminação no inverno.

7. Efeito da luz no desenvolvimento:

A luz em alguns casos (por exemplo, larvas de salmão) acelera o desenvolvimento, enquanto, em outras (por exemplo, larvas de Mytilus), retarda o desenvolvimento.

Além disso, ocasionalmente, a saída de luz solar é aumentada pelo desenvolvimento de manchas solares. Como resultado deste excesso de energia é irradiada para o espaço e isso naturalmente aumenta a produção de energia solar perto da Terra. Uma consequência direta disso é a maior evaporação da água, que resulta na formação de nuvens para evitar mais exposição ao sol e, assim, equalizar a temperatura e modificar o clima.

Periodicidade lunar:

Pode ser definido como um ritmo biológico no qual os máximos e mínimos aparecem uma ou duas vezes em cada mês lunar ao mesmo tempo; se o ritmo ocorre uma vez em 15 dias (14-77 dias) é chamado semilunar; se ocorrer uma vez em 30 dias, é chamado de lunar. O ciclo lunar ou periodicidade controla muitas atividades vivas. Por exemplo, as algas marinhas, Dictyota, produzem suas granadas na época da primavera de lua cheia. A desova de peixes, Leuresthes tenuis segue um ciclo semilunal. Certos vermes poliquetos também exibem periodicidade lunar.