認識紫外線(6)-紫外線在自然界中的角色

紫外線指數

（一）動物防護措施

　　人類為避免紫外線的曝曬，可以採取必要的防護措施，雖然其他陸地上的動物不具備人類的防曬知識，但是牠們亦可採取躲避在洞穴中或地底下、適應環境或演化成在身體表面上帶有鱗片、毛皮等防護措施，以阻擋紫外線。

（二）紫外線對動物的傷害

　　紫外線對於動物身體影響大多僅於上表皮細胞部分而無法穿透太深的生物組織。一般而言，細胞在照射紫外線後，正常狀況下細胞均有修復的能力，所以不用擔心，但是照射過量的紫外線時，細胞中的DNA修復能力會受到破壞，造成細胞老化，癌化或死亡。大氣中另存在有些化學物質如多環芳香烴化物（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)，這些毒性物質在與紫外線產生光化學反應後造成所謂光毒現象，動物長期曝露在此光毒的環境中，亦會導致動物病變或死亡。因此紫外線對動物不止有直接影響亦有間接的傷害。

（三）紫外線對動物的益處

　　紫外線雖然會對動物產生傷害，但是並非完全有害。如動物受傷時，傷口易受細菌感染，紫外線可以殺死傷口上的細菌減少感染；有些昆蟲眼睛對於光波的感受範圍較廣，因此，紫外光對牠們而言仍是可見光，有助於牠們尋找獵物，而人類也利用紫外光此種特牲，製作紫外光燈來誘捕昆蟲。

 

紫外線對植物的影響

（一）紫外線對光合作用過程的影響

　　植物在生長過程中必須不斷的進行光合作用以製造養分，在進行光合作用時無可避免地也會接受到紫外線的照射，在正常的環境中植物可以適應這些紫外線的照射，但是自然界中的紫外線若不斷增加，或有害的紫外線強度增加，將會影響植物生化及生理功能而阻礙生長。紫外線並非全是破壞，植物會利用此類輻射，改變生長型態及生理過程，如植物的葉子在經過紫外線的曝曬後，在葉子表面會出現具紫外線吸收與保護的混合物。

（二）紫外線對植物的傷害

　　紫外線可藉其能量影響生物體遺傳物質DNA結構，引起不正常的結合，如此種異常結構持續存在於DNA中，則會導致細胞分裂受阻而抑制生長。就紫外線波長而言，波長愈短對植物生長影響愈大。

（三）植物對紫外線的防護措施

　　既然植物在進行光合作用時會受到紫外線的照射，為適應這種環境，一般會採取若干的適應方式。在自然界中，植物經由型態上的改變，如植株高度降低、葉片變厚、葉面面積縮小等，減少對紫外線的接觸與吸收，達到防護的目的。

（四）紫外線下植物的形態

　　在晴朗的天氣下，觀察室外植物常可見到植物形態有所改變，如植株高度降低，葉片表面面積及氣孔數目減少與葉片彎曲等，在葉片上，也可發現上表皮細胞增厚、色素分子濃度增加及葉綠素分佈改變等現象。

（五）紫外線對作物的影響

　　紫外線增加對植物的生長可造成許多負面的影響，農業專家較關心作物的栽培是否會因紫外線的增加而影響產量，以國人的主食水稻為例，根據目前的田間試驗結果顯示，紫外線對水稻的產量影響並不大。但須注意的是，田間的生態環境如雜草、病蟲生態也可能因紫外線增加而改變，間接會影響到作物的生產。

 

紫外線對水中生物的影響

（一）水中生物生活形態

　　水覆蓋地球表面面積約70%，在此廣大的範圍內，水面下的生態比起陸地上應更多采多姿。大氣層內紫外線也會對水中生物生活形態產生影響，如無脊椎的水生動物常於夜間活動，推測此類生物因為對紫外線傷害的修護能力較差，所以多在夜間活動；而對於紫外線傷害有較強修復能力的生物如吳郭魚，大多在水層表面活動，反之如泥鰍多生活在水底泥水中，以避免紫外線傷害。

（二）水中生物的防護

　　部分水生動物可以利用夜間活動或躲避到陰暗處以減少紫外線的曝曬，有些生物如珊瑚、海葵或水母可經由共生藻或食物中獲得吸收紫外線的物質，避免紫外線的傷害，但是也有部分的生物如蚯蚓對於紫外線相當敏感，只要紫外線的強度稍微增加，即會造成大量的死亡。

（三）紫外線增加造成水中生物減少

　　浮游生物在生態上屬於生產者，是魚、蝦等水生動物食物的來源，但紫外線增加會造成浮游生物明顯減少，使得魚、蝦等因食物缺乏而減產，許多的海藻亦因紫外線強烈照射抑制光合作用進行，阻礙其生長。根據研究，人類所攝取的動物性蛋白質中，至少有30%是來自海洋生物，如魚、蝦、貝類等，假如因紫外線增加而影響到水中生物減少現象未改變，將會影響到人類營養分的來源。

紫外線對材料物質的影響

　　我們常可在戶外發現塑膠製品在太陽下曝曬一段時間後，發生變形的現象，表示物質的內部結構已經發生變化。根據目前一些研究發現，太陽輻射對於戶外聚合物的破壞具有相當大的影響，對於高溫地區如沙漠，其破壞速度更快，研究亦發現，聚乙烯在經由紫外線照射後，會降低其拉伸強度，關於這方面的研究，科學家目前仍繼續進行實驗中。

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