Effekter av synligt och ultraviolett ljus
Livet kunde inte existera på jorden utan ljus från solen. Växter använder energin från solens strålar i fotosyntesprocessen för att producera kolhydrater och proteiner, som fungerar som grundläggande organiska matkällor och energi för djur. Ljus har ett kraftfullt reglerande inflytande på många biologiska system. De flesta av de starka ultravioletta strålarna i solen, som är farliga, absorberas effektivt av den övre atmosfären. Vid höga höjder och nära ekvatorn är den ultravioletta intensiteten större än vid havsnivån eller på norra breddegrader.
Ultraviolett ljus med mycket kort våglängd, under 2200 ångström, är mycket giftigt för celler; inom mellanområdet är den största dödningseffektiviteten på celler cirka 2600 ångström. Cellens nukleinsyror, som genetiskt material består av, absorberar starkt strålar i detta område. Denna våglängd, lätt tillgänglig i kvicksilverånga, xenon- eller vätebåglampor, har stor effektivitet för bakteriedödande rening av luften.
Eftersom penetrering av synligt och ultraviolett ljus i kroppsvävnader är små, är det bara effekterna av ljus på huden och på den visuella apparaten som har konsekvens. När infallande ljus verkar på huden utan ytterligare externa predisponerande faktorer, talar forskare om inneboende handling. Däremot kan ett antal kemiska eller biologiska medel konditionera huden för ljusets verkan; dessa senare fenomen grupperas under fotodynamisk verkan. Synligt ljus, när det administreras efter dödliga doser av ultraviolett, kan orsaka återhämtning av de exponerade cellerna. Detta fenomen, som kallas fotorecovery, har lett till upptäckten av olika enzymsystem som kan återställa skadade nukleinsyror i gener till sin normala form. Det är troligt att mekanismer för återhämtning av foton kontinuerligt fungerar i vissa växter som utsätts för direkt solljus.
Jordens yta är skyddad från de dödliga ultravioletta strålarna i solen av de översta lagren av atmosfären, som absorberar långt ultraviolett, och av ozonmolekyler i stratosfären, som absorberar de flesta av det nära ultravioletta. Trots detta tros det att en enzymatisk mekanism som fungerar i hudcellerna hos individer kontinuerligt reparerar skadorna orsakade av ultravioletta strålar på genens nukleinsyror. Många forskare tror att klorfluorkolväten som används i aerosolsprayprodukter och i olika tekniska tillämpningar tappar det stratosfäriska ozonskiktet och utsätter således personer för mer intensiv ultraviolett strålning på marknivå.
Det finns några bevis som indikerar att inte bara den totala ljusintensiteten utan också speciella kompositioner har olika effekter på organismer. I pumpor gynnar till exempel rött ljus produktion av pistillatblommor och blått ljus leder till utveckling av staminatblommor. Förhållandet mellan kvinnor och män hos guppies ökar med rött ljus. Rött ljus verkar också påskynda spridningen av vissa tumörer i speciella mössstammar. Intensivt ljus har inflytande på utvecklingen av ljuskännande organ; ögonen på primater uppfödda i fullständigt mörker, till exempel, är mycket retarderade i utveckling.
