Radiācijas fizika

Redzamās un ultravioletās gaismas ietekme

Dzīvība nevarētu pastāvēt uz Zemes bez saules gaismas. Augi fotosintēzes procesā izmanto Saules staru enerģiju, lai ražotu ogļhidrātus un olbaltumvielas, kas dzīvniekiem kalpo par pamata organiskajiem pārtikas un enerģijas avotiem. Gaisma spēcīgi regulē daudzu bioloģisko sistēmu darbību. Lielāko daļu spēcīgo ultravioleto saules staru, kas ir bīstami, efektīvi absorbē atmosfēras augšdaļa. Lielos augstumos un netālu no ekvatora ultravioletā starojuma intensitāte ir lielāka nekā jūras līmenī vai ziemeļu platuma grādos.

Ļoti īsa viļņa garuma ultravioletā gaisma, kas nepārsniedz 2200 angstromus, ir ļoti toksiska šūnām; vidējā diapazonā vislielākā šūnu iznīcināšanas efektivitāte ir aptuveni 2600 angstromiem. Šūnas nukleīnskābes, no kurām sastāv ģenētiskais materiāls, šajā reģionā spēcīgi absorbē starus. Šim viļņa garumam, kas viegli pieejams dzīvsudraba tvaika, ksenona vai ūdeņraža loka lampās, ir liela efektivitāte gaisa germicidālai attīrīšanai.

Tā kā redzamās un ultravioletās gaismas iekļūšana ķermeņa audos ir maza, tam ir ietekme tikai uz ādu un redzes aparātu. Kad krītošā gaisma iedarbojas uz ādu bez papildu ārējiem predisponējošiem faktoriem, zinātnieki runā par iekšējo darbību. Turpretī vairāki ķīmiski vai bioloģiski līdzekļi var kondicionēt ādu gaismas iedarbībai; šīs pēdējās parādības ir sagrupētas fotodinamiskajā darbībā. Redzamā gaisma, ievadot pēc nāvējošām ultravioletā starojuma devām, var izraisīt pakļauto šūnu atjaunošanos. Šī parādība, ko dēvē par fotoatjaunošanu, ir ļāvusi atklāt dažādas enzīmu sistēmas, kas spēj atjaunot bojātās nukleīnskābes gēnos normālā formā. Ir iespējams, ka fotoregulācijas mehānismi pastāvīgi darbojas dažos augos, kas pakļauti tiešai saules gaismas iedarbībai.

Zemes virsmu no saules letālajiem ultravioletajiem stariem aizsargā atmosfēras augšējie slāņi, kas absorbē tālu ultravioleto starojumu, un ozona molekulas stratosfērā, kas absorbē lielāko daļu ultravioletā starojuma. Pat ja tā, tiek uzskatīts, ka fermentatīvs mehānisms, kas darbojas indivīdu ādas šūnās, pastāvīgi novērš gēnu nukleīnskābju ultravioleto staru nodarīto kaitējumu. Daudzi zinātnieki uzskata, ka hlorfluorogļūdeņraži, ko izmanto aerosolu izsmidzināšanas izstrādājumos un dažādos tehniskos pielietojumos, noārda stratosfēras ozona slāni, tādējādi pakļaujot cilvēkus intensīvākam ultravioletajam starojumam zemes līmenī.

Ir daži pierādījumi, kas norāda, ka ne tikai kopējai gaismas intensitātei, bet arī īpašām kompozīcijām ir atšķirīga ietekme uz organismiem. Piemēram, ķirbjos sarkanā gaisma veicina sīpolpuķu ziedu ražošanu, un zilā gaisma noved pie noturīgu ziedu veidošanās. Sieviešu un vīriešu attiecība guppies palielinās ar sarkanu gaismu. Sarkanā gaisma, šķiet, arī paātrina dažu audzēju izplatīšanos īpašos peļu celmos. Kritušās gaismas intensitāte ietekmē gaismu uztverošo orgānu attīstību; piemēram, pilnīgā tumsā audzēto primātu acis ir daudz kavējušās.