Effets de la lumière visible et ultraviolette
La vie ne pourrait pas exister sur Terre sans la lumière du Soleil. Les plantes utilisent l'énergie des rayons du soleil au cours de la photosynthèse pour produire des glucides et des protéines, qui servent de sources organiques de base de nourriture et d'énergie pour les animaux. La lumière a une puissante influence régulatrice sur de nombreux systèmes biologiques. La plupart des rayons ultraviolets puissants du Soleil, qui sont dangereux, sont efficacement absorbés par la haute atmosphère. À haute altitude et près de l'équateur, l'intensité ultraviolette est plus élevée qu'au niveau de la mer ou aux latitudes nord.
La lumière ultraviolette de très courte longueur d'onde, inférieure à 2200 angströms, est hautement toxique pour les cellules; dans la plage intermédiaire, la plus grande efficacité de destruction sur les cellules est d'environ 2600 angströms. Les acides nucléiques de la cellule, dont le matériel génétique est composé, absorbent fortement les rayons dans cette région. Cette longueur d'onde, facilement disponible dans les lampes à vapeur de mercure, au xénon ou à arc d'hydrogène, a une grande efficacité pour la purification germicide de l'air.
Étant donné que la pénétration de la lumière visible et ultraviolette dans les tissus corporels est faible, seuls les effets de la lumière sur la peau et sur l'appareil visuel sont importants. Lorsque la lumière incidente exerce son action sur la peau sans facteurs de prédisposition externes supplémentaires, les scientifiques parlent d'action intrinsèque. En revanche, un certain nombre d'agents chimiques ou biologiques peuvent conditionner la peau pour l'action de la lumière; ces derniers phénomènes sont regroupés sous l'action photodynamique. La lumière visible, lorsqu'elle est administrée à la suite de doses létales d'ultraviolets, est capable de provoquer la récupération des cellules exposées. Ce phénomène, appelé photorécupération, a conduit à la découverte de divers systèmes enzymatiques capables de restaurer les acides nucléiques endommagés dans les gènes à leur forme normale. Il est probable que les mécanismes de photorécupération fonctionnent continuellement chez certaines plantes exposées à l'action directe du soleil.
La surface de la Terre est protégée des rayons ultraviolets mortels du Soleil par les couches supérieures de l'atmosphère, qui absorbent les ultraviolets lointains, et par les molécules d'ozone de la stratosphère, qui absorbent la plupart des ultraviolets proches. Même ainsi, on pense qu'un mécanisme enzymatique opérant dans les cellules de la peau des individus répare continuellement les dommages causés par les rayons ultraviolets aux acides nucléiques des gènes. De nombreux scientifiques pensent que les chlorofluorocarbones utilisés dans les produits de pulvérisation d'aérosols et dans diverses applications techniques appauvrissent la couche d'ozone stratosphérique, exposant ainsi les personnes à un rayonnement ultraviolet plus intense au niveau du sol.
Certains éléments indiquent que non seulement l'intensité lumineuse globale, mais aussi les compositions spéciales ont des effets différentiels sur les organismes. Par exemple, dans les citrouilles, la lumière rouge favorise la production de fleurs pistillées et la lumière bleue conduit au développement de fleurs staminées. Le rapport des femelles aux mâles chez les guppys est augmenté par la lumière rouge. La lumière rouge semble également accélérer le taux de prolifération de certaines tumeurs dans des souches spéciales de souris. L'intensité de la lumière incidente a une influence sur le développement des organes capteurs de lumière; les yeux des primates élevés dans l'obscurité totale, par exemple, sont très retardés dans leur développement.
