కాంతి
అన్ని జీవుల జీవక్రియలను కాంతి (లాటిన్: Lux, జర్మన్: Licht, స్పానిష్, పోర్చుగీస్: Luz, ఆంగ్లం: Light, ఫ్రెంచి: Lumière) ప్రభావితం చేస్తుంది. కాంతికి ముఖ్యమైన ఉత్పత్తి స్థానం సూర్యుడు. జీవులన్నీ ప్రత్యక్షంగా లేదా పరోక్షంగా సూర్యుని నుంచి శక్తిని పొందుతాయి. సూర్యుడు వికిరణ శక్తిని విద్యుదయస్కాంత తరంగాలుగా విడుదల చేస్తాడు. వీటిలో దేనినైతే మానవుడి కన్ను గ్రహించ గలుగుతుందో దాన్ని దృగ్గోచర కాంతి లేదా దృగ్గోచ వర్ణపటలం అంటారు. దీని తరంగదైర్ఘ్యం 380 nm నుంచి 760 nm వరకు ఉంటుంది. సౌరశక్తిలో చాలా తక్కువ భాగం మాత్రమే వాతావరణం పైపొర వరకు చేరుతుంది. ఇందులో 45 శాతం మాత్రమే భూతలానికి చేరుతుంది. జీవులకు లభించే మొత్తం కాంతి ఆవాసం, ఋతువులను బట్టి మారుతుంది.
కాంతికి కణ స్వభావమూ, తరంగ స్వభావమూ సంయుక్తంగా అవిభాజ్యంగా ఉంటాయి. ఒకే ప్రయోగం ద్వారా కాంతికున్న తరంగ స్వభావాన్నీ, కణ స్వభావాన్నీ ఏక కాలంలో పరిశీలించలేము. ఇది వక్రీభవనం, వివర్తనం, వ్యతికరణం, ధృవణం అనే ధర్మాలను కలిగి ఉంటుంది. కాంతికున్న తరంగ స్వభావానికి ఈ దృగ్విషయాలు కారణము. కాంతి విద్యుత్పలితము, కాంప్టన్ ఫలితము, కాంతి రసాయనిక చర్యలు, కృష్ణ వస్తు వికిరణం, ఉద్గార వర్ణపటాలు వంటి ప్రయోగ ఫలితాలు, పరిశీలనలు కాంతికున్న కణ స్వభావాన్ని సూచిస్తాయి. ప్రయోగ పూర్వకంగా రెండు లక్షణాలు ఏక సమయంలో ఉండటం వలన కాంతికి కణ-తరంగ ద్వంద్వ స్వభావం ఉందంటార.
కాంతిని వెదజల్లే జనక స్థానానికి దీప్తి (luminosity) అనేది ఒక లక్షణం. కాంతిని వెదజల్లే జనక స్థానం సెకండుకి ఎంత శక్తిని విడుదల చేస్తున్నాదో దానిని దీప్తి అందాం. జనక స్థానం ఎంత ప్రకాశవంతం (brightness) గా ఉంటే అంత ఎక్కువ శక్తిని విరజిమ్ముతూన్నట్లు లెక్క. కాంతి పర్యావరణంలో ఒక ముఖ్య కారకం. జీవరాసులపై దీని ప్రభావం నిర్ధిష్టంగాను, దిశవంతంగాను ఉంటుంది. జీవుల పెరుగుదల, శరీరవర్ణం, చలనం, దృష్టి, ప్రవర్తన, కాంతి ఆవర్తిత్వం, సర్కేడియన్ రిథమ్స్ వంటి జీవక్రియలను కాంతి ప్రభావితం చేస్తుంది. మొక్కలలో పత్రహరితం అభివృద్ధికి, కిరణజన్య సంయోగక్రియకు, మొక్కలకు, జంతువుల పెరుగుదలకు, ప్రత్యుత్పత్తికి ముఖ్యంగా కాంతి అవసరం.
జంతువులలో వర్ణత (Pigmentation) ను కాంతి ప్రేరేపిస్తుంది. భూమధ్య ప్రాంతంలో నివసించే మానవులు అధిక కాంతి తీవ్రతకు గురవుతారు. కాబట్టి వారి చర్మం ముదురు వర్ణం కలిగి ఉంటుంది. సమశీతోష్ణ ప్రాంతంలో నివసించే మానవులు తక్కువగా కాంతి తీవ్రతకు గురవుతారు. కాబట్టి వారి చర్మం తక్కువ వర్ణం కలిగి ఉంటుంది.
సాధారణంగా జంతువుల పృష్ఠభాగం గాఢమైన రంగులోను, ఉదరభాగం లేతరంగులోను ఉంటుంది. పృష్ఠబాగంపై ఎక్కువ కాంతి పడటం వల్ల అక్కడ వర్ణత ఎక్కువగా ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని కాంతి రక్షక అనుకూలనాలు అంటారు. దీనివల్ల జంతువులు తమ శత్రువుల బారినుంచి రక్షించుకొంటాయి.
జీవుల చలనం (motility) కాంతిని అనుసరించి రెండు రకాలు. 1. కాంతి గతిక్రమం; 2. కాంతి అనుగమనం.
కంటితో చూడటానికి కాంతి తప్పనిసరిగా ఉండాలి. దీనివల్లనే జంతువులు ఆహారాన్ని సంపాదిస్తాయి. అపాయం నుంచి రక్షించుకొంటాయి. ప్రత్యుత్పత్తి కోసం సజాతి జీవులను గుర్తిస్తాయి. పక్షులు, పశువులు, మానవులు మొదలైనవి పగటి వేళల్లో సంచరిస్తూ రాత్రివేళ సురక్షిత ప్రాంతాలకు చేరి విశ్రమిస్తాయి. వీటిని 'దిశాచరాలు 'అంటారు. గుడ్లగూబ, గబ్బిలాలు వంటి జంతువులు రాత్రివేళ చురుకుగా సంచరిస్తూ ఉండి పగటిపూట విశ్రాంతి తీసుకొంటాయి. వీటిని 'నిశాచరాలు' అంటారు.
24 గంటల దినచక్రంలో వెలుతురు, చీకటి కాలాల్లో జరిగే మార్పులకు జీవుల ప్రతిక్రియ చాలా రకాల జీవక్రియలను నియంత్రిస్తుంది. మొక్కలలో పుష్పించటం, కొన్ని జాతి మొక్కల గింజలు మొలకెత్తటం, కీటకాలు, పక్షులు, చేపలు, క్షీరదల్లో సంగమం జరగడం మొదలైనవి కాంతి ఆవర్తిత్వంతో ముడిపడి ఉన్నాయి. చాలా జీవుల ప్రత్యుత్పత్తి చక్రాలు కాంతి ఆవర్తన పైనే ఆధారపడ్డాయి. పక్షుల బీజకోశాల పెరుగుదల, బీజకణాల ఉత్పత్తి, దినదైత్ఘ్యం ఎక్కువగా ఉన్న ఋతువులలో సంభవిస్తాయి.
చంద్రుని దశలపై కొన్ని జీవుల ప్రవర్తన, చాలా వృక్షాలు, జంతువుల ప్రత్యుత్పత్తి చక్రాలు ఆధారపడి ఉన్నాయి. ఈ చంద్రమాన ఆవర్తనీయత ఎక్కువగా సముద్రజీవులలో కనిపిస్తుంది. ఉదా: ఎర్ర సముద్రంలో ఉండే సీ ఆర్చిన్ లముష్కాలు, అండాలు పెరగడం, బీజకణాలు విడుదలకావడం పౌర్ణమి నాడు జరుగుతుంది. దక్షిణ పసిఫిక్ మహాసముద్రపు పాలోలో వార్మ్ (యూనిస్ విరిడిస్) అనే అనెలిడాకు చెందిన పాలికీటా జీవులు అమావాస్యకు కొన్ని రోజుల ముందు అసంఖ్యాకంగా నీటి ఉపరితలానికి వచ్చి గుడ్లను, శుక్రకణాలను విడుదల చేస్తాయి.
సూర్యకాంతిలోని అతినీలలోహిత కిరణాలు (Ultraviolet rays) సూక్ష్మజీవులను చంపుతుంది. సుదీర్ఘకాలంగా ఈ కిరణాల తాకిడి వల్ల జంతువులలో చర్మ కాన్సర్ వ్యాధి వస్తుంది. ఈ కిరణాలు చర్మంలోని స్టిరాల్ పదార్ధాలను విటమిన్ డిగా మారుస్తాయి. తేనెటీగ వంటి కొన్ని కీటకాలు అతినీలలోహిత కిరణాలను గ్రహించగలవు.
చాలా జీవుల ప్రవర్తన, ప్రక్రియలు క్రమవిరామంతో ప్రత్యేకించి అదే సమయానికి జరగడాన్ని 'జీవ లయలు' (Circadean rhythms) అంటారు. ఇవి ప్రకృతి సిద్ధంగా జరిగే, పుట్టుకతో వచ్చిన 'అంతర్జీవ లయలు', 24 గంటల దినదైర్ఘ్యాన్ని పాటిస్తాయి. దీనికి కారణం జీవులలో ఉండే అంతర 'జీవగడియారం'. ఇవి ఒకరోజులో ఉండే వెలుతురు, చీకటి లయలతో, ఋతువులతో ఏకీభవిస్తాయి. జంతుప్లవకాలు పగటి సమయంలో నీటిలో నిటారుగా కిందికి వలసపోతాయి. రాత్రి సమయంలో తిరిగి ఉపరితలానికి చేరుకొంటాయి. ఈ విధంగా ప్రతిరోజు జరిగేదాన్ని 'దిశాచర వలస' అంటారు.
జీవ సందీప్తి లేదా జీవకాంతి (Bioluminescence) ని చాలా జీవులు ఇస్తాయి. ఉదా. జెల్లి చేపలు, టినోఫోర్లు, కీటాప్టెరిస్, పైరోసోమాలు, అగాధ సాగర చేపలు. ఈ జీవులు అసంఖ్యాకంగా ఉండటంవల్ల కొన్నిసార్లు రాత్రివేళల్లో సముద్ర ఉపరితలం ప్రకాశంగా మెరుస్తూ ఉంటుంది. ఈ కాంతినుండి ఉష్ణం వెలువడదు కాబట్టి దీన్ని 'చల్లనికాంతి' అంటారు.
కాంతి తీవ్రత పెరిగిన కొద్దీ ఎంజైములు క్రియాశీలత పెరిగి జీవక్రియల రేటు పెరుగుతుంది. కాంతి తీవ్రత పెరిగిన కొద్దీ మొక్కలలో కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు ఒక హద్దు వరకు పెరుగుతుంది. దాని తరువాత కాంతి వీవ్రత పెరిగితే క్లోరోఫిల్ రంగుపోయి పాలిపోతుంది. క్రియారేటు తగ్గుతుంది. గుహలలో నివసించే జంతువుల జీవక్రియల రేటు తక్కువగా ఉంటుంది.
ప్రపంచంలో చాలా రకాలైన కాంతి ఉత్పాదకాలు ఉన్నాయి. వీనిలో ఎక్కువగా ఉష్ణాన్ని కూడా పుట్టిస్తాయి. అన్నింటికంటే ముఖ్యమైనది సూర్యుని నుండి వచ్చే సూర్యరశ్మి సుమారు 6,000 K అత్యధికమైన కంటికి కనిపించే కాంతిని విడుదల చేస్తుంది.
కొన్ని అణువులు కాంతిని విడుదల చేస్తాయి. డయోడ్ లు, నియాన్, పాదరసం దీపాలు, మరియు సోడియం జ్వాలలు ఒక నిర్ధిష్టమైన రంగులో కాంతివంతమై వెలుతురునిస్తాయి. కొన్నింటిని ప్రేరేపించవచ్చును. ఉదా. లేజర్
కొన్ని రసాయనాలు కాంతిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. వీటిని రసాయనిక సందీప్తి (chemoluminescence) అంటారు. కొన్ని జీవులలో కూడా ఇలాంటి కాంతి విడుదలౌతుంది. దీనిని జీవ సందీప్తి (bioluminescenc) eఅంటారు. ఉదా. మిణుగురు పురుగులు