2. Світло як екологічний фактор.

Світло. Серед багатьох абіотичних факторів світло відіграє надзвичайно важливу роль, оскільки без нього неможлива фотосинтезуюча діяльність зелених (фототрофних) рослин.

Сонячна енергія, яку зелені рослини поглинають і використовують у процесі фотосинтезу, називається фізіологічно-активною радіацією (ФАР).Це промені з довжиною хвилі 0,4…071 мкм, проте рослина поглинає енергію в цих межах неоднаково. До того ж, в житті рослини поза якістю світлових променів велике значення має кількість світла, тобто інтенсивність освітлення, яка буває неоднаковою в різні місяці вегетаційного періоду і залежить також від широти місцевості. Рослини на нашій планеті ростуть у різних світлових умовах: від надмірно освітлених гір, пустель, степів до напівтемних печер та морських глибин. Тому в рослин у процесі природного добору виникли численні пристосування до життя відповідно до того чи іншого світлового режиму.

За відношенням до світла рослини поділяються на три основні групи: світлолюбні, тінелюбні й тіневитривалі.

Світлолюбні або геліофіти (гр. helios – сонце і phyton) – це рослини, що потребують для оптимального розвитку великої кількості світла, вони можуть розвиватися лише в умовах повного сонячного освітлення, сильне затінення пригнічує їх ріст. Це рослини відкритих місцезростань. З лісових рослин до них належать дерева першого ярусу, наприклад сосна звичайна, дуб звичайний, а з тропічних – евкаліпти, деякі види пальм тощо. У помірних широтах світлолюбними рослинами є лісові ефемероїди – підсніжник, проліска.

Встановлено, що світло істотно впливає на морфологічну й анатомічну будову рослин.

Морфологічний світлоекологізм виявляється в уповільненому рості пагонів, низькій активності росту бруньок відновлення, тому формуються низькорослі компактні рослини з дрібними чи ланцетно-лінійними листками тощо.

Анатомічний світлоекологізм проявляється у помітній зміні листків – вони стають твердими, шкірястими, інтенсивно забарвленими, їх клітини великі, хлоропласти дрібні, численні. Листки розміщуються під кутом до стебла, а горизонтально розміщені мають добре розвинену стовпчасту й губчасту паранхіми з міжклітинниками, епідерміс товстий.

Тінелюбні або сціофіти (гр. skia – тінь і phyton) розвиваються в умовах недостатнього освітлення і не переносять яскравого світла. До тінелюбних рослин відносять види, що розміщені в нижніх ярусах фітоценозу, а також рослини печер, розщілин, скель, водних глибин, деякі ґрунтові водорості, епіфіти тропічних лісів тощо.

Особливо багато тінелюбів зустрічається в покриві темнохвой­них і широколистяних лісів. Це веснівка дволиста, щучник звивистий, та ін., характерні для темнохвойних лісів, а також вороняче око, копитняк, плющ, що ростуть у дубових та букових лісах.

Морфологічний тінеекологізм виявляється в інтенсивному рості рослин у висоту. Дерева вільні від гілок і сучків, оскільки затінення спричиняє їх відмирання й опадання, пригнічує закладання бруньок і пагонів. Крони слаборозвинені, розміщені на значній висоті. Листки великі, широкі, тонкі, ніжні, розміщені перпендикулярно до променів світла.

Анатомічний тінеекологізм виявляється в тому, що листки цих рослин мають одношаровий епідерміс зі слаборозвиненою кутикулою або без неї. Продихи є як у верхньому, так і в нижньому шарі епідермісу. Мезофіл не диференційований на губчасту й стовпчасту паренхіму. Клітини великі з незначною кількістю хлоропластів, міжклітинники великі.

Тіневитривалі рослини в більшості є світлолюбними, але за рахунок широкої екологічної амплітуди по відношенню до світла можуть жити в умовах значного затінення.

Більшість видів помірних зон є тіневитривалими: тонконіг лучний, костриця червона, суниці, серед дерев – липа, черемха, ялина, тис тощо. Сюди ж належить більшість кімнатних рослин. Тіневитривалість має велике практичне значення у зв’язку із створенням штучних фітоценозів (деревостанів і сіяних лук). Одним із критеріїв тіневитривалості дерева може бути співвідношення висоти і товщини його стовбура. Більш тіневитривалі види здатні рости в густих насадженнях, значно витягуючись угору (ялина); світлолюбні, навпаки, завжди розміщуються поодиноко і мають меншу висоту при тому ж діаметрі стовбура (дуб звичайний, модрина європейська та ін.). Ознакою тіневитривалості може бути і структура крони дерева. У світлолюбних крони ажурні, мають розріджений листяний покрив, а у тіневитривалих – густі компактні.

Відношення рослини до світла змінюється з віком. Молоді рослини більш тіневитривалі, ніж дорослі: це одне з пристосувань більшості видів до несприятливих умов зростання.

Співвідношення дня і ночі також має велике значення для життя рослин, їх відтворення. Здатність рослин реагувати на тривалість дня отримала назву фотоперіодичної реакції (ФПР), а коло явищ, які регулюються тривалістю дня, - фотоперіодизму. Фотоперіодизм відкрито в 1920 р. американськими вченими В. Гарнером і Г. Аллардом на прикладі тютюну.

За типами ФПР розрізняють такі основні групи рослин (Т.К. Горишина):

• Рослини короткого дня, яким для переходу до цвітіння потрібно світла 12 і менше годин на добу (коноплі, тютюн);

• Рослини довгого дня, для фази цвітіння їм потрібна довжина дня понад 12 годин на добу (картопля, пшениця, шпинат);

• Рослини проміжного типу, цвітіння в яких наступає при певному діапазоні фотоперіодизму, наприклад гваюла;

• Рослини фотоперіодично нейтральні, цвітіння в яких відбувається при будь-якій довжині дня (помідор, кульбаба тощо).

Особливо велику роль фотоперіодизм відіграє в географічному поширенні рослин і в регуляції їх сезонного ритму.