Física da radiação

Efeitos da luz visível e ultravioleta

A vida não poderia existir na Terra sem a luz do sol. As plantas utilizam a energia dos raios solares no processo de fotossíntese para produzir carboidratos e proteínas, que servem como fontes orgânicas básicas de alimento e energia para os animais. A luz tem uma poderosa influência reguladora em muitos sistemas biológicos. A maioria dos fortes raios ultravioleta do Sol, que são perigosos, são efetivamente absorvidos pela atmosfera superior. Em grandes altitudes e perto do Equador, a intensidade ultravioleta é maior que no nível do mar ou nas latitudes do norte.

A luz ultravioleta de comprimento de onda muito curto, abaixo de 2200 angstroms, é altamente tóxica para as células; no intervalo intermediário, a maior eficácia de morte nas células é de cerca de 2600 angstroms. Os ácidos nucleicos da célula, dos quais o material genético é composto, absorvem fortemente os raios nessa região. Esse comprimento de onda, prontamente disponível em lâmpadas de arco de vapor de mercúrio, xenônio ou hidrogênio, possui grande eficácia na purificação germicida do ar.

Como a penetração da luz visível e ultravioleta nos tecidos do corpo é pequena, apenas os efeitos da luz na pele e no aparelho visual são importantes. Quando a luz incidente exerce sua ação sobre a pele sem fatores predisponentes externos adicionais, os cientistas falam de ação intrínseca. Por outro lado, vários agentes químicos ou biológicos podem condicionar a pele para ação da luz; esses últimos fenômenos são agrupados sob ação fotodinâmica. A luz visível, quando administrada após doses letais de ultravioleta, é capaz de causar recuperação das células expostas. Esse fenômeno, conhecido como fotorrecuperação, levou à descoberta de vários sistemas enzimáticos capazes de restaurar os ácidos nucleicos danificados nos genes à sua forma normal. É provável que os mecanismos de recuperação fotográfica estejam operando continuamente em algumas plantas expostas à ação direta da luz solar.

A superfície da Terra é protegida dos raios ultravioleta letais do Sol pelas camadas superiores da atmosfera, que absorvem ultravioleta distante, e pelas moléculas de ozônio na estratosfera, que absorvem a maior parte do ultravioleta próximo. Mesmo assim, acredita-se que um mecanismo enzimático que opera nas células da pele dos indivíduos conserte continuamente os danos causados ​​pelos raios ultravioleta aos ácidos nucleicos dos genes. Muitos cientistas acreditam que os clorofluorocarbonetos usados ​​em produtos de aerossol e em várias aplicações técnicas estão esgotando a camada estratosférica de ozônio, expondo as pessoas a radiação ultravioleta mais intensa no nível do solo.

Há alguma evidência para indicar que não apenas a intensidade geral da luz, mas também composições especiais têm efeitos diferenciais nos organismos. Por exemplo, nas abóboras, a luz vermelha favorece a produção de flores pistiladas e a luz azul leva ao desenvolvimento de flores estaminadas. A proporção de mulheres para homens em guppies é aumentada pela luz vermelha. A luz vermelha também parece acelerar a taxa de proliferação de alguns tumores em cepas especiais de ratos. A intensidade da luz incidente influencia o desenvolvimento de órgãos sensores da luz; os olhos dos primatas criados em completa escuridão, por exemplo, são muito retardados no desenvolvimento.