Efek Utama Cahaya pada Hewan adalah sebagai berikut:
Cahaya juga mempengaruhi berbagai aspek kehidupan hewan. Pertumbuhan, pewarnaan bulu atau tubuh, migrasi, reproduksi, dan diapause dipengaruhi oleh cahaya pada berbagai serangga, burung, ikan, reptil, dan mamalia. Banyak hewan lebih suka tinggal dalam kegelapan, sementara yang lain seperti hidroid gagal bertahan hidup tanpa cahaya.
Sumber Gambar : images2.fanpop.com/images/photos/2700000/Big-Cat-Fight-768.jpg
Sementara tanaman merespons cahaya dengan bantuan beberapa sistem pigmen seperti klorofil dan fitokrom, di antara hewan ada berbagai jenis sistem reseptor foto. Ini termasuk ‘bintik mata’ yang terdiri dari butiran amilum seperti pada Protozoa; ocelli pipih pada ubur-ubur; lubang mata di gastropoda; mata vesikular seperti pada polychaetes, moluska dan beberapa vertebrata; mata teleskopik pada ikan tertentu; mata majemuk pada Crustacea dan serangga; mata atau ocelli sederhana pada arthropoda lain dan reseptor cahaya kulit pada hewan lain.
Cahaya juga ditemukan mempengaruhi perkembangan organ penglihatan ini (Tobias 1976). Misalnya, banyak hewan penghuni gua atau laut dalam yang memiliki mata vestigial atau tidak memiliki mata karena tidak adanya cahaya di lingkungan ini. Bathymicrops Regis, ikan laut dalam (kedalaman laut 5000 meter) tidak memiliki mata. Beberapa efek penting lainnya dari cahaya pada hewan adalah sebagai berikut:
 Efek Cahaya pada Hewan
1. Pengaruh cahaya pada protoplasma:
Padahal tubuh sebagian besar hewan tetap dilindungi oleh semacam penutup tubuh yang menyelamatkan jaringan hewan dari efek mematikan radiasi matahari. Namun, terkadang sinar matahari menembus penutup tersebut dan menyebabkan eksitasi, aktivasi, ionisasi dan pemanasan protoplasma sel tubuh yang berbeda. Sinar ultraviolet diketahui menyebabkan perubahan mutasi pada DNA berbagai organisme.
2. Pengaruh cahaya terhadap metabolisme:
Tingkat metabolisme hewan sewa yang berbeda sangat dipengaruhi oleh cahaya. Peningkatan intensitas cahaya menghasilkan peningkatan aktivitas enzim, laju metabolisme umum, dan kelarutan garam dan mineral dalam protoplasma. Kelarutan gas bagaimanapun, menurun pada intensitas cahaya tinggi. Hewan penghuni gua ditemukan lamban dalam kebiasaan mereka dan mengandung laju metabolisme yang lambat.
3. Efek cahaya pada pigmentasi:
Cahaya mempengaruhi pigmentasi pada hewan. Hewan gua kekurangan pigmen kulit. Jika mereka dijauhkan dari kegelapan untuk waktu yang lama, mereka mendapatkan kembali pigmentasi kulit. Kulit berpigmen gelap manusia penghuni daerah tropis juga menunjukkan pengaruh sinar matahari terhadap pigmentasi kulit. Sintesis pigmen kulit tergantung pada sinar matahari.
Cahaya juga menentukan pola karakteristik pigmen berbagai hewan yang melayani hewan dalam dimorfisme seksual dan pewarnaan pelindung. Hewan yang hidup di kedalaman laut yang lingkungannya monoton, meskipun berpigmen tidak menunjukkan pola pewarnaannya.
4. Pengaruh cahaya terhadap gerak hewan:
Pengaruh cahaya pada pergerakan hewan terlihat jelas pada hewan tingkat rendah. Gerakan lokomotor yang berorientasi ke arah dan menjauhi sumber cahaya disebut fototaksis. Hewan fototaktik positif seperti Euglena, Ranatra, dll., bergerak menuju sumber cahaya, sedangkan hewan fototaktik negatif seperti planaria, cacing tanah, siput, copepoda, siphonophores, dll., menjauh dari sumber cahaya.
Mekanisme pertumbuhan yang diarahkan cahaya disebut fototropisme yang terjadi pada hewan sessile. Fototropisme juga mencakup gerakan responsif beberapa bagian tubuh hewan aktif terhadap rangsangan cahaya, seperti gerakan flagela Euglena terhadap cahaya dan gerakan polip banyak coelenterata.
Velocity atau kecepatan pergerakan hewan tertentu juga diatur oleh cahaya. Telah diamati bahwa hewan ketika merespons cahaya mengurangi kecepatan gerakannya dan gerakan yang tidak terarah ini disebut fotokinesis. Fotokinesis dapat berupa perubahan kecepatan linier (rheokinesis) atau perubahan arah putaran (klinokinesis).
Selama fotokinesis ketika hanya sebagian tubuh hewan yang selalu menyimpang dari sumber cahaya, reaksinya disebut fotoklinokinesis. Larva domestik Musca menunjukkan gerakan seperti itu. Ketika hewan dihadapkan dengan dua cahaya dengan kecerahan yang sama mereka bergerak menuju atau menjauh ke posisi jarak antara dua cahaya.
Ini disebut fototropotaksis. Ketertarikan jantan terhadap daging betina disebut telotaksis. Pergerakan hewan dengan sudut konstan terhadap sumber cahaya disebut reaksi kompas cahaya atau orientasi langit.
Orientasi langit:
Beberapa organisme, khususnya artropoda, burung, dan ikan, memanfaatkan indra waktu mereka sebagai alat bantu untuk menemukan jalan dari satu area ke area lain. Untuk menyesuaikan diri, hewan menggunakan matahari, bulan, atau bintang sebagai kompas. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan jam biologis dan pengamatan pada posisi azimut matahari dalam kaitannya dengan arah yang ditetapkan. Azimuth adalah sudut antara garis tetap di permukaan bumi dan proyeksi arah matahari di permukaan.
Menggunakan matahari sebagai titik referensi melibatkan beberapa masalah bagi hewan karena matahari bergerak. Sudut target berubah sepanjang hari. Tetapi hewan yang menggunakan matahari sebagai referensi, entah bagaimana memperbaiki orientasinya. Orientasi langit seperti itu telah diamati pada ikan, kura-kura, kadal, sebagian besar burung, dan invertebrata seperti semut, lebah, laba-laba serigala, dan hopper pasir.
5. Fotoperiodisme dan jam biologis:
Siklus terang (siang; dan kegelapan (malam) yang terjadi secara teratur setiap hari telah diketahui memberikan pengaruh besar pada perilaku dan metabolisme banyak organisme. Yang mendasari ritme lingkungan seperti terang dan gelap adalah pergerakan bumi relatif terhadap matahari dan bulan.
Perputaran bumi pada porosnya mengakibatkan pergantian siang dan malam. Kemiringan sumbu bumi, seiring dengan revolusi tahunan mengelilingi matahari menghasilkan musim. Respon organisme yang berbeda terhadap ritme lingkungan terang dan gelap disebut fotoperiodisme. Setiap siklus harian termasuk periode iluminasi diikuti oleh periode kegelapan disebut periode foto.
Istilah fotofase dan skatofase kadang-kadang digunakan untuk menunjukkan masing-masing periode terang dan periode gelap. Hewan yang berbeda telah mengembangkan adaptasi morfologis, fisiologis, perilaku, dan ekologis yang berbeda selama evolusi mereka ke berbagai penyinaran, yang memberi mereka informasi lingkungan mengenai intensitas cahaya alami.
(a) Tanggapan harian:
Ritme sirkadian:
Kehidupan berevolusi di bawah pengaruh perubahan lingkungan harian dan musiman, jadi wajar jika tumbuhan dan hewan memiliki ritme atau pola tertentu dalam kehidupan mereka yang akan menyinkronkannya dengan fluktuasi lingkungan. Selama bertahun-tahun ahli biologi telah dibuat penasaran dengan cara organisme mempertahankan aktivitas mereka dalam ritme 24 jam sehari, termasuk fenomena seperti pola harian pergerakan daun dan kelopak pada tanaman, tidur dan terjaganya hewan dan munculnya serangga dari kasus kepompong (Gbr. 11 20).
Pada suatu waktu ahli biologi berpikir bahwa ritme ini sepenuhnya eksogen, yaitu organisme hanya menanggapi rangsangan eksternal seperti intensitas cahaya, kelembaban, suhu, dan pasang surut. Tetapi sekarang telah diselidiki dengan baik bahwa sebagian besar hewan memiliki ritme internal atau endogen yang selaras dengan ritme lingkungan eksternal atau eksogen, sehingga mereka tetap dapat mengukur panjang hari.
Ritme internal atau endogen kira-kira berdurasi 24 jam, sedangkan ritme eksogen atau lingkungan persis berdurasi 24 jam. Istilah circadian (dari bahasa Latin circa, about, dan die, daily) telah digunakan untuk menunjukkan ritme harian ini. Periode ritme sirkadian, jumlah jam dari awal aktivitas satu hari hingga awal aktivitas berikutnya, disebut lari bebas.
Fotoperiod berperan dalam memberikan sinyal waktu, untuk penyesuaian hewan yang bersangkutan dengan ritme harian tersebut. Ritme sirkadian tampaknya didorong secara internal atau endogen, sedikit dipengaruhi oleh perubahan suhu, tidak peka terhadap berbagai macam penghambat kimia, dan bawaan, tidak dipelajari dari atau dicetak pada organisme oleh lingkungan.
Karakter bawaan ritme sirkadian ditunjukkan oleh beberapa hewan. Ketika Drosophila disimpan dalam kondisi konstan sejak tahap larva, mereka akan tetap muncul dari kepompong dengan ritme sirkadian yang teratur. Telur ayam dan kadal yang dipelihara dalam kondisi konstan menghasilkan hewan yang kemudian menunjukkan siklus sirkadian yang teratur. Ritme sirkadian telah diamati pada zooplankton, annelida polychaete, banyak serangga (Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Neuroptera, Coleopteta, Orthoptera, Odonata, dll.), Sebagian besar burung, dan mamalia tertentu.
Plankton laut dan danau memberikan contoh ritme sirkadian yang sangat menarik dengan menunjukkan perubahan diurnal dalam distribusi vertikalnya. Misalnya, banyak copepoda dan zooplankton cenderung berenang ke permukaan pada malam hari dan bergerak ke bawah ke lapisan yang lebih dalam pada siang hari (lihat Clarke, 1954).
Sebaliknya adalah benar dengan fitoplankton. Fitoplankton Danau Dal, Shrinagar menunjukkan pergerakan diurnal dalam urutan terbalik: mereka melimpah di lapisan permukaan pada siang hari dan pada kedalaman 2,5 meter pada tengah malam (Kant dan Kachroo 1975).
Kepemilikan ritme sirkadian yang dapat dihibur oleh ritme lingkungan memberi tumbuhan dan hewan jam biologis, yang merupakan bagian integral dari struktur seluler dan merupakan sistem kemosensori yang sangat reseptif terhadap rangsangan lingkungan. Jam biologis hewan yang berbeda berjalan atau berosilasi terus menerus dan lingkungan tidak memulai atau menghentikan fungsinya. Pada sebagian besar rangsangan lingkungan tertentu dapat berfungsi untuk mengatur fungsi jam biologis.
(b) Ritme tahunan:
Ritme tahunan:
Hari matahari, hari bulan, ritme pasang surut, ritme bulanan dan tahunan juga umum terjadi di antara hewan. Siklus tahunan endogen atau ritme sirkannual telah dikenal di banyak hewan seperti tupai tanah, warbler dan burung lainnya, beberapa udang karang dan siput.
Ritme circannual memiliki nilai adaptif untuk mengatur waktu peristiwa musiman dan menentukan tingkat aktivitas migrasi yang cukup bagi burung untuk mencapai sekitar tempat musim dingin spesifik spesies mereka. Ritme circannual juga mempengaruhi aktivitas gonadial, siklus reproduksi, metamorfosis, dan adaptasi terhadap dingin (perkembangan bulu dan mantel bulu hewan selama musim dingin), dan seterusnya.
Diapause pada serangga berhubungan langsung dengan penyinaran. Pupa Apatele rumicis memasuki diapause pada fotoperiode kurang dari 15 jam tetapi melewatkan jeda ini pada fotoperiode 16 jam. Demikian pula, pekerjaan eksperimental dengan sejumlah spesies burung telah menunjukkan bahwa siklus reproduksi berada di bawah kendali ritme musiman eksogen yang mengubah panjang hari dan respons fisiologis endogen yang diatur oleh ritme sirkadian.
Setelah musim kawin, gonad burung yang dipelajari hingga saat ini ditemukan mundur secara spontan. Ini adalah periode refraktori, saat cahaya tidak dapat menginduksi aktivitas gonad, durasinya diatur oleh panjang hari. Hari-hari yang singkat mempercepat penghentian periode refraktori; hari yang panjang memperpanjangnya. Setelah periode refraktori selesai fase progresif dimulai pada akhir musim gugur dan musim dingin.
Selama periode ini burung menggemukkan, mereka bermigrasi, dan organ reproduksi mereka bertambah besar. Proses ini dapat dipercepat dengan memaparkan burung pada penyinaran siang hari yang panjang. Penyelesaian periode progresif membawa burung ke tahap reproduksi. Respons fotoperiodik serupa ada pada ikan cyprinid; ikan kecil (lihat Smith, 1977).
Siklus musim fotoperiodisme mempengaruhi siklus perkembangbiakan banyak mamalia seperti rusa berekor putih (Gambar 11.21) dan tupai terbang. Misalnya, tupai terbang memiliki dua puncak produksi serasah, yang pertama di awal musim semi, biasanya April, di Amerika Serikat bagian Timur Laut, dan yang kedua di akhir musim panas, biasanya Agustus.
6. Pengaruh cahaya terhadap reproduksi:
Pada banyak hewan (misalnya burung) cahaya diperlukan untuk aktivasi gonad dan dalam memulai kegiatan perkembangbiakan tahunan. Gonad burung ditemukan menjadi aktif dengan peningkatan pencahayaan selama musim panas dan mundur selama periode pencahayaan yang lebih pendek di musim dingin.
7. Pengaruh cahaya terhadap perkembangan:
Cahaya dalam beberapa kasus (misalnya larva Salmon) mempercepat perkembangan, sedangkan pada kasus lain (misalnya larva Mytilus) memperlambatnya.
Selanjutnya, kadang-kadang output sinar matahari meningkat dengan perkembangan bintik matahari. Akibatnya kelebihan energi ini dipancarkan ke luar angkasa dan ini secara alami meningkatkan keluaran energi matahari di dekat bumi. Konsekuensi langsung dari hal ini adalah penguapan air yang lebih besar yang menghasilkan pembentukan awan untuk mencegah lebih banyak paparan sinar matahari dan dengan demikian menyamakan suhu dan memodifikasi iklim.
Periodisitas bulan:
Ini dapat didefinisikan sebagai ritme biologis di mana maksima dan minima muncul sekali atau dua kali dalam setiap bulan lunar pada waktu yang sama; jika ritme terjadi sekali dalam 15 hari (14-77 hari) disebut semilunar; jika terjadi sekali dalam 30 hari, itu disebut lunar. Siklus bulan atau periodisitas mengendalikan banyak aktivitas kehidupan. Misalnya, ganggang laut, Dictyota, menghasilkan garnetnya pada saat musim semi bulan purnama. Pemijahan ikan Leuresthes tenuis mengikuti siklus semilunal. Cacing polychaete tertentu juga menunjukkan periodisitas bulan.
