¿Cuáles son los principales efectos de la luz en los animales? (7 efectos)
Los principales efectos de la luz en los animales son los siguientes:
La luz también afecta aspectos divergentes de la vida animal. El crecimiento, la coloración del plumaje o el cuerpo, la migración, la reproducción y la diapausa se ven afectados por la luz en diversos insectos, aves, peces, reptiles y mamíferos. Muchos animales prefieren permanecer en la oscuridad, mientras que otros como los hidroides no sobreviven en ausencia de luz.
Cortesía de la imagen: images2.fanpop.com/images/photos/2700000/Big-Cat-Fight-768.jpg
Mientras que las plantas responden a la luz con la ayuda de varios sistemas de pigmentos como la clorofila y el fitocromo, entre los animales existen varios tipos de sistemas de foto-receptor. Estos incluyen "manchas oculares" que consisten en gránulos de amilo como en Protozoa; Ocelli llano en medusas; ojos de pozo en gastrópodos; Ojos vesiculares como en poliquetos, moluscos y algunos vertebrados; Ojos telescópicos en ciertos peces; Ojos compuestos en crustáceos e insectos; Ojos simples u ocelos en otros artrópodos y receptores de luz dérmica en otros animales.
También se ha encontrado que la luz influye en el desarrollo de estos órganos visuales (Tobias 1976). Por ejemplo, muchos animales que habitan en cuevas o en aguas profundas generalmente tienen ojos vestigiales o no tienen ojos debido a la ausencia de luz en estos ambientes. Bathymicrops Regis, el pez de aguas profundas (5000 metros de profundidad del mar) no tiene ojos. Algunos de los otros efectos importantes de la luz en los animales son los siguientes:
Efectos de la luz sobre los animales.
1. Efecto de la luz sobre el protoplasma:
Aunque los cuerpos de la mayoría de los animales permanecen protegidos por algún tipo de cubierta corporal que salva los tejidos animales de los efectos letales de las radiaciones solares. Pero, a veces, los rayos solares penetran en estas cubiertas y causan excitación, activación, ionización y calentamiento del protoplasma de diferentes células del cuerpo. Se sabe que los rayos ultravioleta causan cambios mutacionales en el ADN de varios organismos.
2. Efecto de la luz sobre el metabolismo:
La tasa metabólica de diferentes animales está muy influenciada por la luz. El aumento de la intensidad de la luz da como resultado un aumento de la actividad enzimática, la tasa metabólica general y la solubilidad de las sales y los minerales en el protoplasma. Sin embargo, la solubilidad de los gases disminuye a alta intensidad de luz. Se encuentra que los animales que viven en cuevas son lentos en sus hábitos y contienen una tasa lenta de metabolismo.
3. Efecto de la luz sobre la pigmentación:
La luz influye en la pigmentación de los animales. Los animales de las cavernas carecen de pigmentos de la piel. Si se mantienen fuera de la oscuridad durante mucho tiempo, recuperan la pigmentación de la piel. La piel con pigmentación oscura de los habitantes humanos de los trópicos también indica el efecto de la luz solar sobre la pigmentación de la piel. La síntesis del pigmento de la piel depende de la luz solar.
La luz también determina los patrones característicos de los pigmentos de diferentes animales que sirven a los animales en el dimorfismo sexual y la coloración protectora. Los animales que habitan en las profundidades del océano donde el ambiente es monótono, aunque están pigmentados, no muestran patrones en su coloración.
4. Efecto de la luz sobre los movimientos de los animales:
La influencia de la luz en el movimiento de los animales es evidente en los animales inferiores. Los movimientos locomotores orientados hacia y desde una fuente de luz se llaman fototaxis. Los animales positivamente fototácticos, como Euglena, Ranatra, etc., se mueven hacia la fuente de luz, mientras que los animales fototácticos negativamente, como los planarios, las lombrices de tierra, las babosas, las copelas, los sifonóforos, etc., se alejan de la fuente de luz.
Los mecanismos de crecimiento dirigidos por la luz se denominan fototropismos que se producen en animales sésiles. Los fototropismos también incluyen el movimiento de respuesta de alguna parte del cuerpo de algún animal activo al estímulo luminoso, como el movimiento del flagelo de Euglena hacia la luz y los movimientos de pólipos de muchos celentados.
La velocidad o la velocidad del movimiento de ciertos animales también está regulada por la luz. Se ha observado que los animales que responden a la luz reducen su velocidad de movimiento y estos movimientos que no son direccionales se denominan fotoquinesis. La fotoquinesis puede ser un cambio en la velocidad lineal (reokinesis) o en la dirección de giro (klinokinesis).
Durante la fotoquinesis, cuando solo una parte del cuerpo de un animal se desvía siempre de la fuente de luz, la reacción se denomina fotoquinoclínicas. Larvas de musca doméstica muestran tales movimientos. Cuando los animales se enfrentan a dos luces de igual brillo, se mueven hacia una posición que se encuentra a una distancia que se encuentra entre las dos luces.
Esto se denomina fototropotaxis. La atracción de los machos hacia la carne de la hembra se llama telotaxis. El movimiento de los animales en un ángulo constante hacia la fuente de luz se llama reacción de la brújula de luz u orientación celestial.
Orientación celeste:
Algunos organismos, en particular los artrópodos, las aves y los peces, utilizan su sentido del tiempo como ayuda para encontrar el camino de un área a otra. Para orientarse, los animales usan el sol, la luna o las estrellas como una brújula. Para hacer esto, utilizan tanto su reloj biológico como las observaciones sobre la posición azimutal del sol en relación con una dirección establecida. El acimut es el ángulo entre una línea fija en la superficie de la tierra y una proyección de la dirección del sol en la superficie.
Usar el sol como punto de referencia implica algunos problemas para los animales porque el sol se mueve. El ángulo objetivo cambia a lo largo del día. Pero los animales que usan el sol como referencia, corrigen su orientación de alguna manera. Dicha orientación celeste se ha observado en peces, tortugas, lagartos, la mayoría de las aves y en invertebrados como hormigas, abejas, arañas lobo y tolvas de arena.
5. Fotoperiodismo y relojes biológicos.
Los ciclos diarios de luz que ocurren regularmente (día y oscuridad (noche) se sabe que ejercen una profunda influencia en el comportamiento y el metabolismo de muchos organismos. Detrás de tales ritmos ambientales de luz y oscuridad están los movimientos de la tierra en relación con el sol y la luna.
La rotación de la tierra sobre su eje resulta en la alternancia de la noche y el día. La inclinación del eje de la tierra, junto con la revolución anual alrededor del sol produce las estaciones. La respuesta de diferentes organismos a los ritmos ambientales de luz y oscuridad se denomina fotoperiodismo. Cada ciclo diario que incluye un período de iluminación seguido de un período de oscuridad se denomina fotoperiodo.
El término fotofase y scatophase se usan a veces para denotar el período de luz y el período de oscuridad respectivamente. Diferentes animales han evolucionado en diferentes adaptaciones morfológicas, fisiológicas, de comportamiento y ecológicas a lo largo de su evolución a fotoperíodos variables, que les proporcionan información ambiental sobre las intensidades de la luz natural.
(a) Respuestas diarias:
Ritmos circadianos:
La vida evolucionó bajo la influencia de cambios ambientales diarios y estacionales, por lo que es natural que las plantas y los animales tengan algún ritmo o patrón en sus vidas que los sincronice con las fluctuaciones en el ambiente. Durante años, los biólogos han estado intrigados con los medios por los cuales los organismos mantuvieron sus actividades al ritmo de las 24 horas del día, incluidos fenómenos como el patrón diario de movimiento de hojas y pétalos en las plantas, el sueño y la vigilia de los animales y la aparición de insectos de Casos pupales (fig. 11 20).
En un momento dado, los biólogos pensaron que estas ritmicidades eran completamente exógenas, es decir, los organismos respondían solo a estímulos externos como la intensidad de la luz, la humedad, la temperatura y las mareas. Pero ahora está bien investigado que la mayoría de los animales poseen ritmos internos o endógenos en sincronía con los ritmos externos o exógenos del entorno, debido a los cuales siguen siendo capaces de medir la duración del día.
Los ritmos internos o endógenos tienen una duración aproximada de 24 horas, mientras que los ritmos exógenos o ambientales tienen exactamente una duración de 24 horas. El término circadiano (del latín circa, aproximadamente, y muere, diariamente) se ha utilizado para denotar estos ritmos diarios. El período de ritmo circadiano, el número de horas desde el comienzo de la actividad de un día hasta el comienzo de la actividad del siguiente, se denomina funcionamiento libre.
El fotoperíodo desempeña un papel en la provisión de señales de tiempo, para los ajustes de los animales involucrados a estos ritmos diarios. Los ritmos circadianos aparentemente son impulsados internamente o endógenos, se ven poco afectados por los cambios de temperatura, son insensibles a una gran variedad de inhibidores químicos y son innatos, no aprendidos o impresos en los organismos por el ambiente.
El carácter innato del ritmo circadiano es demostrado por varios animales. Cuando Drosophila se mantiene bajo condiciones constantes desde el estado larvario en adelante, aún emergerán de las pupas con un ritmo circadiano regular. Los huevos de pollo y lagartos mantenidos en condiciones constantes producen animales que luego muestran ciclos circadianos regulares. Los ritmos circadianos se han observado en zooplancton, anélidos poliquetos, muchos insectos (Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Neuroptera, Coleopteta, Orthoptera, Odonata, etc.), la mayoría de las aves y ciertos mamíferos.
Los plancton de mar y lagos proporcionan una instancia muy interesante de ritmos circadianos al mostrar cambios diurnos en su distribución vertical. Por ejemplo, numerosos copépodos y zooplancton tienden a nadar hacia la superficie por la noche y se mueven hacia abajo a capas más profundas durante el día (vea Clarke, 1954).
Lo contrario es cierto con los fitoplanctones. En los fitoplancton del lago Dal, Shrinagar exhibe un movimiento diurno en orden inverso: abundan en la capa superficial durante el día y en la profundidad de 2, 5 metros a media noche (Kant y Kachroo, 1975).
La posesión de un ritmo circadiano que puede entretenerse con ritmos ambientales proporciona a las plantas y animales un reloj biológico, que es una parte integral de la estructura celular y un sistema quimiosensorial muy receptivo a los estímulos ambientales. Los relojes biológicos de diferentes animales corren u oscilan continuamente y el entorno no inicia ni detiene su función. A lo sumo, ciertos estímulos ambientales pueden servir para regular las funciones de los relojes biológicos.
(b) Ritmos anuales:
Ritmos circanuales:
El día solar, el día lunar, los ritmos de marea, los ritmos mensuales y anuales también son comunes entre los animales. Los ciclos anuales endógenos o los ritmos circanuales han sido conocidos en muchos animales como las ardillas de tierra, los warblers y otras aves, algunos cangrejos de río y babosas.
Los ritmos circanuales tienen un valor adaptativo para el cronograma de eventos estacionales y especifican los niveles de actividad migratoria que son suficientes para que las aves se acerquen a las proximidades de sus especies, cuartos de invierno específicos. Los ritmos circanuales también afectan las actividades gonadiales, los ciclos reproductivos, las metamorfosis y las adaptaciones al frío (desarrollo de abrigos de pieles y plumas de animales durante el invierno), y así sucesivamente.
La diapausa en los insectos está directamente relacionada con el fotoperíodo. Las pupas de Apatele rumicis entran en diapausa en los fotoperíodos de menos de 15 horas, pero se saltan esta pausa a las 16 horas del fotoperíodo. Del mismo modo, el trabajo experimental con varias especies de aves ha demostrado que el ciclo reproductivo está bajo el control de un ritmo estacional exógeno de cambios en la duración de los días y una respuesta fisiológica endógena cronometrada por un ritmo circadiano.
Después de la temporada de reproducción, se ha encontrado que las gónadas de las aves estudiadas hasta la fecha regresan espontáneamente. Este es el período refractario, un momento en que la luz no puede inducir la actividad gonadal, cuya duración está regulada por la duración del día. Días cortos aceleran la terminación del período refractario; Los días largos lo prolongan. Una vez que se completa el período refractario, la fase progresiva comienza a fines del otoño y el invierno.
Durante este período, las aves engordan, migran y sus órganos reproductivos aumentan de tamaño. Este proceso se puede acelerar exponiendo al ave a un fotoperíodo de día largo. La finalización del período progresivo lleva a las aves a la etapa reproductiva. Una respuesta fotoperiódica similar existe en los peces ciprínidos; Los pequeños peces (ver Smith, 1977).
Los ciclos estacionales de fotoperiodismo influyen en los ciclos de reproducción de muchos mamíferos como el venado de cola blanca (Fig. 11.21) y la ardilla voladora. Por ejemplo, la ardilla voladora tiene dos picos de producción de basura, el primero a principios de primavera, generalmente abril, en el noreste de los Estados Unidos, y el segundo a fines de verano, generalmente agosto.
6. Efecto de la luz sobre la reproducción:
En muchos animales (p. Ej., Aves) la luz es necesaria para la activación de las gónadas y para iniciar actividades de reproducción anuales. Se encuentra que las gónadas de las aves se activan al aumentar la iluminación durante el verano y regresan durante períodos más cortos de iluminación en el invierno.
7. Efecto de la luz sobre el desarrollo:
La luz en algunos casos (por ejemplo, larvas de salmón) acelera el desarrollo, mientras que en otros (por ejemplo, larvas de Mytilus) lo retarda.
Además, ocasionalmente la producción de luz solar se incrementa por el desarrollo de manchas solares. Como resultado de este exceso de energía, se irradia al espacio y esto naturalmente aumenta la salida de energía solar cerca de la Tierra. Una consecuencia directa de esto es la mayor evaporación del agua que produce la formación de nubes para evitar una mayor exposición a la luz solar y así igualar la temperatura y modificar el clima.
Periodicidad lunar:
Puede definirse como un ritmo biológico en el que los máximos y mínimos aparecen una o dos veces en cada mes lunar al mismo tiempo; si el ritmo ocurre una vez en 15 días (14-77 días) se llama semilunar; si ocurre una vez en 30 días, se llama lunar. El ciclo lunar o la periodicidad controla muchas actividades vivas. Por ejemplo, las algas marinas, Dictyota, producen sus granates en el momento de la primavera de luna llena. El desove de los peces, Leuresthes tenuis, sigue un ciclo semilunal. Ciertos gusanos poli-chaete también exhiben periodicidad lunar.
