Light is important to organisms for two different reasons. Firstly it is used as a cue for the timing of daily and seasonal rhythms in both plants and animals, and secondly it is used to assist growth in plants.

Ánh sáng thì quan trọng đối với nhiều sinh vật với 2 lý do khác nhau. Đầu tiên nó được dùng như là một dấu hiệu để xác định thời gian hàng ngày và nhịp mùa ở cả động và thực vật, và thứ 2 là dùng để hỗ trợ phát triển thực vật.

Breeding in most organisms occurs during a part of the year only, and so a reliable cue is needed to trigger breeding behaviour. Day length is an excellent cue, because it provides a perfectly predictable pattern of change within the year. In the temperate zone in spring, temperatures fluctuate greatly from day to day, but day length increases steadily by a predictable amount. The seasonal impact of day length on physiological responses is called photoperiodism, and the amount of experimental evidence for this phenomenon is considerable. For example, some species of birds' breeding can be induced even in midwinter simply by increasing day length artificially (Wolfson 1964). Other examples of photoperiodism occur in plants. A short-day plant flowers when the day is less than a certain critical length. A long-day plant flowers after a certain critical day length is exceeded. In both cases the critical day length differs from species to species. Plants which flower after a period of vegetative growth, regardless of photoperiod, are known as day-neutral plants.

Việc sinh sản ở hầu hết các sinh vật chỉ diễn ra trong suốt một thời gian nhất định trong năm, nên vậy mà một dấu hiệu đáng tin cậy thì cần thiết để kích hoạt hành vi sinh sản. Độ dài ngày là một dấu hiệu hoàn hảo, vì nó cung cấp một mẫu thay đổi hoàn chỉnh có thể dự đoán được trong năm. Vào mùa xuân ở vùng ôn đới, nhiệt độ dao động gần như ngày qua ngày. Nhưng độ dài ngày tăng đều đặn qua con số được dự đoán. Ảnh hưởng mùa màng của độ dài ngày lên những phản ứng sinh học được gọi là quang chu kỳ, và lượng bằng chứng khoa học cho hiện tượng này thì nhiều. Ví dụ, vài loài chim sinh sản có thể được tạo ra vào ngay giữa mùa đông đơn giản bằng việc làm tăng độ dài ngày bằng phương pháp nhân tạo (Wolfson 1964). Ví dụ khác của quang chu kỳ xảy ra ở thực vật. Một cây ngày ngắn ra hoa khi độ dài ngày ít hơn một ngưỡng quan trọng. Một cây ngày dài ra hoa sau khi độ dài ngày vượt lên một ngưỡng quan trọng. Trong cả hai trường hợp, độ dài ngày quan trọng sẽ khác nhau giữa các loài với loài. Các cây ra hoa sau một chu kỳ phát triển thực vật, bất kể chu kỳ ánh sáng, được biết tới như là cây trung tính.

Breeding seasons in animals such as birds have evolved to occupy the part of the year in which offspring have the greatest chances of survival. Before the breeding season begins, food reserves must be built up to support the energy cost of reproduction, and to provide for young birds both when they are in the nest and after fledging. Thus many temperate-zone birds use the increasing day lengths in spring as a cue to begin the nesting cycle, because this is a point when adequate food resources will be assured.

Các mùa sinh sản ở động vật như loài chim đã evolved để occupy gian nhất định trong năm để cá thể con có điều kiện tốt hơn để sống sót. Trước các mùa sinh sản bắt đầu, dữ trữ thức ăn phải được tiến hành để tiếp thêm năng lượng cho sự sinh sản, và cũng để cung cấp cho các con non khi mà chúng còn ở trong tổ và khi mọc lông. Nhiều loài chim ôn đới này sử dụng độ dài ngày vào mùa xuân như là một dấu hiệu để bắt đầu tập tính xây tổ, vì điều này là một điểm khi những nguồn thức ăn phù hợp sẽ được đảm bảo.

The adaptive significance of photoperiodism in plants is also clear. Short-day plants that flower in spring in the temperate zone are adapted to maximising seedling growth during the growing season. Long-day plants are adapted for situations that require fertilization by insects, or a long period of seed ripening. Short-day plants that flower in the autumn in the temperate zone are able to build up food reserves over the growing season and over winter as seeds. Day-neutral plants have an evolutionary advantage when the connection between the favourable period for reproduction and day length is much less certain. For example, desert annuals germinate, flower and seed whenever suitable rainfall occurs, regardless of the day length.

Rõ ràng thích nghi quang chu kỳ ở thực vật là quan trọng. Các cây ngày ngắn ra hoa vào mùa xuân ở vùng ôn đới thì thích nghi được để tối đa hoá sự phát triển của cây non trong suốt mùa sinh trưởng. Các cây ngày dài thì thích nghi được trong các trường hợp mà nó đòi hỏi phải có sự thụ phấn từ các loài côn trùng, hoặc một giai đoạn dài sự chín mùi của hạt mầm. Các cây ngày ngắn ra hoa vào mùa thu ở vùng ôn đới có khả năng dự trữ thức ăn qua mùa sinh trưởng và qua mùa đông từ các hạt. Các cây trung tính có một ưu điểm tiến hoá khi sự kết nối giữ giai đoạn thuận lợi cho sự sinh sản và độ dài ngày thì ngắn nhất định. Ví dụ, các annuals hoang mạc thì nảy mần, ra hoa và hạt bất kể khi nào có lượng mưa phù hợp, kể cả độ dài ngày.

The breeding season of some plants can be delayed to extraordinary lengths. Bamboos are perennial grasses that remain in a vegetative state for many years and then suddenly flower, fruit and die (Evans 1976). Every bamboo of the species Chusquea abietifolio on the island of Jamaica flowered, set seed and died during 1884. The next generation of bamboo flowered and died between 1916 and 1918, which suggests a vegetative cycle of about 31 years. The climatic trigger for this flowering cycle is not yet known, but the adaptive significance is clear. The simultaneous production of masses of bamboo seeds (in some cases lying 12 to 15 centimetres deep on the ground) is more than all the seed-eating animals can cope with at the time, so that some seeds escape being eaten and grow up to form the next generation (Evans 1976).

Mùa sinh trưởng của vài loài cây có để bị chậm lại đối với những kéo dài bất thường. Các cây tre là những loài cỏ lâu năm mà nó đề cập ở trạng thái thực vật qua nhiều năm và khi nó ra hoa bất ngờ, cho trái và khô héo đi (Evans 1976). Mỗi cây tre thuộc các loài Chusquea abietifolio trên đảo Jamaica đã ra hoa, hạt và đã khô héo trong suốt năm 1884. Thế hệ tiếp theo của cây tre đã cho hoa và khô héo vào giữa năm 1916 và 1918, mà nó chỉ ra có một vòng tuần hoàn thực vật kéo dài khoảng 31 năm. Khí hậu để kích hoạt vòng tuần hoàn ra hoà này thì chưa được biết tới, nhưng tầm quan trọng của thích nghi là rõ ràng. Sản phẩm cùng thời của những khối lượng lớn các giống tre (ở vài trường nằm sâu trong lòng đất từ 12cm tới 15cm) thì nhiều hơn toàn bộ các loài đồng vật ăn hạt có thể xoay xở cùng lúc, nên vài loài hạt đó thoát khỏi việc bị ăn và phát triển từ thế hệ tiếp theo (Evans 1976).

The second reason light is important to organisms is that it is essential for photosynthesis. This is the process by which plants use energy from the sun to convert carbon from soil or water into organic material for growth. The rate of photosynthesis in a plant can be measured by calculating the rate of its uptake of carbon. There is a wide range of photosynthetic responses of plants to variations in light intensity. Some plants reach maximal photosynthesis at one-quarter full sunlight, and others, like sugarcane, never reach a maximum, but continue to increase photosynthesis rate as light intensity rises.

Lý do thứ 2 mà ánh sáng quan trọng đối với các sinh vật là nó quan trọng cho sự quang hợp. Điều này là quá trình mà các loài cầy sử dụng năng lượng từ mặt trời để chuyển hoá carbon từ đất hoặc nước thành các nguồn di dưỡng cho sự sinh trưởng. Tốc độ quang hợp ở một cây có thể được đếm bằng cách tính toán tốc độ hấp thụ carbon của chính nó. Có một ngưỡng khá rộng của những phản ứng quang hợp của các loài cây đối với những biến di trong ánh nắng gay gắt. Vài loài cây quang hợp tối đa có 1/4 toàn bộ nguồn sáng từ mặt trời, và những loài khác, giống như mía, không bao giờ hấp thụ mức tối đa, nhưng tiếp tục gia tăng tốc độ quang hợp khi nắng nóng gay gắt tăng lên.

Plants in general can be divided into two groups: shade-tolerant species and shade-intolerant species. This classification is commonly used in forestry and horticulture. Shade-tolerant plants have lower photosynthetic rates and hence have lower growth rates than those of shade-intolerant species. Plant species become adapted to living in a certain kind of habitat, and in the process evolve a series of characteristics that prevent them from occupying other habitats. Grime (1966) suggests that light may be one of the major components directing these adaptations. For example, eastern hemlock seedlings are shade-tolerant. They can survive in the forest understorey under very low light levels because they have a low photosynthetic rate.

Các loài cây nói chung có thể được chia thành 2 nhóm: loài ưa bóng và loài không ưa bóng. Sự phân chia này thì được áp dụng rộng rãi đối với canh tác rừng và công tác trồng trọt. Các cây Shade-tolerant có tốc độc quang hợp thấp hơn và vì vậy tốc độ sinh trưởng cũng thấp hơn so với các loài ưa bóng. Các loài thực vật trở nên thích nghi để sống sót trong một môi trường nhất định, và trong quá trình sinh trưởng chúng tiến hoá để ngăn chặn chúng khởi việc occupying từ các môi trường khác. Grime (1966) chỉ ra rằng ánh sáng có thể là một trong những nhân tố quan trọng cho việc dẫn dắt các sự thích nghi này. Ví dụ, eastern hemlock seedlings thì thuộc nhóm loài ưa bóng. Chúng có thể sống sót trong bên dưới những tầng rừng có rất ít mức ánh sáng bởi vì chúng có tốc độ quang hợp khá chậm.

Vocabulary

1. Organisms (n) Các sinh vật sống.

2. Cue (n) Tín hiệu, dấu hiệu.

3. Seasonal rhythms (n) Nhịp điệp mùa theo mùa.

4. Breeding (n) Sự sinh sản.

5. Day length (n) Độ dài ngày.

6. Pattern of change (n) Mẫu thay đổi.

7. Temperate zone (n) Vùng ôn đới.

8. Fluctuate (v) Dao động.

9. Photoperiodism (n) Quang chu kỳ.

10. Induced (v) Được tạo ra, bị kích hoạt.

11. Critical (adj) Quan trọng, tới hạn.

12. Exceeded (v) Vượt quá.

13. Regardless (adv) Bất chấp, không kể.

14. Evolved (v) Tiến hoá.

15. Day-neutral (adj) Trung tính về ngày.

16. Photoperiod (n) Chu kỳ ánh sáng.

17. Occupy (v) Chiếm dụng.

18. Offspring (n) Cá thể con, hậu duệ.

19. Reserves (n) Dự trữ.

20. Fledging (v) Lông cánh mọc.

21. Adequate (adj) Đủ, thích hợp.

22. Assured (adj) Được đảm bảo.

23. Maximising (v) Tối đa hoá

24. Seedling (n) Cây non.

25. Fertilization (n) Sự thụ phấn.

26. Ripening (n) Sự chín mùi.

27. Evolutionary (adj) Liên quan đến tiến hoá.

28. Annuals (n) Các cây một năm.

29. Germinate (v) Nảy mần, nảy lên.

30. Extraordinary (adj) Bất thường.

31. Perennial (adj) Lâu năm, lâu dài.

32. Chusquea abietifolio (n) Loài tre Chusquea abietifolio.

33. Simultaneous (adj) Đồng thời.

34. Masses (n) Lượng lớn, khối lượng.

35. Cope with (v) Xoay xở, đối phó.

36. Photosynthesis (n) Quang hợp.

37. Variations (n) Sự thay đổi, biến chứng.

38. Shade-tolerant (adj) Chịu bóng.

39. Forestry (n) Lâm nghiệp.

40. Horticulture (n) Nghề làm vườn.

41. Eastern hemlock (n) Thông hemlock Phương Đông (Tên khoa học: Tsuga canadensis).