Cahaya
Dari semua faktor fisik, cahaya memainkan peran yang paling dipahami dan paling dramatis. Banyak efek cahaya pada pertumbuhan tanaman jelas dan langsung. Energi cahaya adalah kekuatan pendorong untuk fotosintesis, serangkaian reaksi kimia pada tanaman hijau di mana karbon dioksida dan air membentuk karbohidrat dan di mana semua kehidupan pada akhirnya bergantung. Cahaya yang tidak memadai menyebabkan kematian atau terhambatnya pertumbuhan tanaman hijau. Tetapi cahaya juga memiliki efek tidak langsung yang sangat penting. Tumbuhan hijau memiliki sejumlah kecil pigmen yang disebut fitokrom yang dapat eksis dalam dua bentuk. Satu bentuk menyerap lampu merah (660 milimikron, atau mμ; 1 mμ = 3,937 × 10 −8inci). Ketika tanaman yang mengandung pigmen ini menyerap cahaya merah, pigmen dikonversi menjadi bentuk lain, yang menyerap cahaya merah jauh (730 mμ); bentuk terakhir dapat dikonversi kembali ke bentuk penyerap merah asli. Konversi ini memiliki konsekuensi dramatis; misalnya, lampu merah menghambat pemanjangan batang dan pembentukan akar lateral tetapi merangsang ekspansi daun, perkembangan kloroplas, pewarnaan bunga merah, dan perkecambahan spora. Siklus cahaya merah dan jauh-merah juga dapat mempengaruhi pembentukan bunga.
angiosperma: Transportasi dan pertumbuhan tanaman
Penting untuk disadari bahwa pabrik, dengan dua sistem transpornya, xilem dan floem, mampu memindahkan zat apa pun ke
Efek cahaya pada hewan, meskipun kurang jelas, mungkin penting, seperti, misalnya, efek cahaya pada pertumbuhan sistem reproduksi beberapa hewan. Peningkatan panjang hari, maka dalam jumlah cahaya, tampaknya memulai pertumbuhan dan perkembangan organ seks (gonad) pada beberapa burung selama musim semi. Anehnya, mata bukanlah reseptor untuk sinyal cahaya yang mengaktifkan sistem endokrin untuk memulai pertumbuhan gonad; melainkan, sel-sel jauh di dalam otak sensitif terhadap sejumlah kecil cahaya yang melewati langsung ke tengkorak burung yang tipis.
Sebagian besar hewan menunjukkan aktivitas siklik, atau ritme, dalam berbagai peristiwa fisik penting (misalnya, gerakan) dan kimia (misalnya, pernapasan) yang penting bagi individu. Ritme ini sering diatur oleh paparan cahaya yang singkat.
Faktor kimia
Faktor kimia yang penting di lingkungan termasuk gas di atmosfer dan air, mineral, dan kandungan nutrisi makanan. Tumbuhan membutuhkan karbon dioksida, air, dan sinar matahari untuk fotosintesis; kekeringan memperlambat pertumbuhan tanaman dan bahkan mungkin membunuh tanaman. Efek kontaminan atmosfer — mis., Oksida nitrogen, hidrokarbon, dan karbon monoksida — diketahui memiliki efek merusak pada pertumbuhan dan reproduksi tanaman dan hewan.
Tumbuhan dan hewan membutuhkan mineral dan sejumlah kecil elemen seperti seng, magnesium, dan boron. Nitrogen dan fosfor disediakan untuk tanaman sebagai nitrat dan fosfat di tanah. Jumlah faktor nutrisi di tanah yang tidak memadai menyebabkan pertumbuhan tanaman yang buruk dan hasil panen yang buruk. Hewan membutuhkan oksigen, air, dan unsur-unsur dari lingkungan. Karena mereka tidak dapat mensintesis gula dari karbon dioksida, hewan harus memperoleh nutrisi ini melalui makanan, baik secara langsung, dengan konsumsi tanaman, atau secara tidak langsung, dengan konsumsi hewan lain yang pada gilirannya telah memanfaatkan tanaman sebagai makanan. Jika kualitas atau kuantitas makanan ini buruk, pertumbuhannya terhambat atau kematian terjadi (lihat nutrisi).
Vitamin, suatu kelas senyawa dengan berbagai struktur kimia, dibutuhkan oleh hewan dalam jumlah kecil. Hewan tidak dapat mensintesis semua vitamin yang mereka butuhkan; karena itu mereka yang tidak dapat disintesis harus diperoleh dalam makanan, baik dari tumbuhan atau dari hewan lain yang dapat mensintesis vitamin. Karena vitamin tertentu diperlukan dalam reaksi metabolisme penting tertentu, defisiensi vitamin selama pertumbuhan dapat memiliki berbagai efek — pengerdilan, malformasi, penyakit, atau kematian.
