скотобиология

Скотобиология – это изучение биологии , на которую непосредственно и конкретно влияет темнота , в отличие от фотобиологии , которая описывает биологические эффекты света .

Обзор

Наука скотобиология объединяет под единым описательным заголовком широкий спектр подходов к изучению биологии темноты. Сюда входят работы по влиянию темноты на поведение и метаболизм животных, растений и микробов . Некоторые из этих работ продолжаются уже более столетия и закладывают основу для понимания важности темного ночного неба не только для людей, но и для всех биологических видов.

Подавляющее большинство биологических систем развилось в мире смены дня и ночи и стало безвозвратно адаптированным и зависимым от ежедневных и сезонно меняющихся моделей света и тьмы. Свет необходим для многих биологических процессов, таких как зрение и фотосинтез . Этим занимается наука фотобиология. Но не менее важно для биологического поведения наличие непрерывных периодов темноты, а также их чередование со светом. Скотобиология изучает положительные реакции биологических систем на присутствие темноты, а не только негативные эффекты, вызванные отсутствием света.

Эффекты темноты

Многие биологические и поведенческие функции растений , животных (включая птиц и земноводных ), насекомых и микроорганизмов либо подвергаются неблагоприятному воздействию светового загрязнения в ночное время, либо могут эффективно функционировать только во время или вследствие ночной темноты. Такая деятельность включает в себя поиск пищи , размножение и социальное поведение высших животных, амфибий и насекомых, которые по-разному страдают от светового загрязнения в их среде обитания. Это не просто фотобиологические явления; Световое загрязнение действует, прерывая важные процессы, требующие темноты.

Но, пожалуй, самые важные скотобиологические явления связаны с регулярной периодической сменой света и темноты. К ним относятся размножение ряда животных, контроль цветения и индукция зимнего покоя у многих растений, а также оперативный контроль иммунной системы человека . Во многих из этих биологических процессов критической точкой является продолжительность периода темноты, а не света. Например, «короткодневные» и «длиннодневные» растения по сути являются «длинноночными» и «коротконочными» соответственно. То есть растения измеряют продолжительность не светового периода, а темного. Одно из последствий искусственного светового загрязнения заключается в том, что даже краткие периоды относительно яркого света в ночное время могут помешать растениям или животным (включая людей) измерить продолжительность темного периода и, следовательно, вести себя нормальным или требуемым образом. Это важнейший аспект скотобиологии и одна из основных областей изучения реакции биологических систем на темноту.

Обсуждая скотобиологию, важно помнить, что темнота (отсутствие света) редко бывает абсолютной. Важным аспектом любого скотобиологического явления является уровень и качество ( длина волны ) света, которое находится ниже порога обнаружения этого явления и в любом конкретном организме. Эта важная переменная в скотобиологических исследованиях не всегда должным образом отмечается или исследуется. Ночью наблюдается значительный уровень естественного светового загрязнения, из которых лунный свет обычно самый сильный. Например, растения, которые программируют свое поведение на продолжительность ночи, способны игнорировать свет полной луны во время темной ночи. Если бы эта способность не развилась, растения не смогли бы реагировать на изменение продолжительности ночи для таких поведенческих программ, как начало цветения и наступление покоя. С другой стороны, модели поведения некоторых животных сильно реагируют на лунный свет. Таким образом, наиболее важно в любом скотобиологическом исследовании определить пороговый уровень света, который может потребоваться для того, чтобы помешать или свести на нет нормальную картину темная ночная деятельность .

Этимология

В 2003 году на симпозиуме по экологии ночи, проходившем в Мускоке , Канада , дискуссия была сосредоточена вокруг многочисленных последствий ночного светового загрязнения на биологию широкого спектра организмов, но она вышла далеко за рамки этого, описывая темноту как биологический императив функционирования биологических систем. Презентации были посвящены абсолютной необходимости темноты для многих аспектов нормального поведения и метаболизма многих организмов, а также для нормального развития их жизненных циклов . Поскольку не существовало подходящего термина для описания основной темы Симпозиума, был введен термин скотобиология . Слово происходит от греческого scotos , σκότος, «темный», и относится к фотобиологии , которая описывает биологические эффекты света (φῶς, phos ; корень: φωτ-, фото- ). Термин скотобиология, по-видимому, ранее не использовался, хотя родственные термины, такие как скототропизм, и скотофил появились в литературе.

См. также

• Движение темного неба
• Заповедник темного неба
• Экологическое световое загрязнение
• Влияние света на циркадный ритм
• Фотопериодизм
• Яркость неба

Ссылки

• Лонгкор, Трэвис; Рич, Кэтрин (2004). «Экологическое световое загрязнение» . Границы в экологии и окружающей среде . 2 (4): 191–198. doi : 10.1890/1540-9295(2004)002[0191:ELP]2.0.CO;2 . ISSN   1540-9295 . S2CID   33259398 .