Fotoperiod u biljkama i životinjama



fotoperiod To je količina svjetla i tame u 24-satnom ciklusu. U zoni ekvatora - gdje geografska širina ima vrijednost nula - konstantna je i pravedna, s 12 sati svjetla i 12 sati tame.

Odgovor na fotoperiod je biološki fenomen u kojem organizmi modificiraju neke od svojih karakteristika - reprodukciju, rast, ponašanje - ovisno o varijaciji svjetla, godišnjih doba i solarnog ciklusa..

Općenito, fotoperiod se obično proučava u biljkama. Cilj je razumjeti kako varijacije u parametru osvjetljenja mijenjaju klijavost, metabolizam, proizvodnju cvijeća, interval mirovanja pupoljaka, ili neku drugu karakteristiku.

Zahvaljujući prisustvu specijalnih pigmenata, koji se nazivaju fitokromi, biljke su u stanju otkriti promjene u okolišu koje se događaju u njihovoj okolini..

Prema dokazima, na razvoj biljaka utječe broj primljenih sati. Na primjer, u zemljama s obilježenim godišnjim dobima, stabla imaju tendenciju smanjiti svoj rast u jesenskim sezonama, gdje se svjetlosno razdoblje smanjuje.

Fenomen se proteže na članove životinjskog carstva. Fotoperiod može utjecati na njegovu reprodukciju i ponašanje.

Fotoperiod su 1920. otkrili Garner i Allard. Ovi su istraživači pokazali da neke biljke mijenjaju cvjetanje kao odgovor na promjene u dužini dana.

indeks

  • 1 Zašto se pojavljuje fotoperiod?
  • 2 Prednosti reagiranja na fotoperiod
  • 3 Fotoperiod u biljkama
    • 3.1 Cvatnje
    • 3.2. Duge i kratke dane biljke
    • 3.3 Latencija
    • 3.4 Kombinacija s drugim čimbenicima okoliša
  • 4 Fotoperiod kod životinja
  • 5 Reference

Zašto se pojavljuje fotoperiod?

Kako se udaljavamo od ovog područja, svjetlo i tamno vrijeme mijenjaju se kao odgovor na nagib Zemljine osi prema suncu.

Kada se krećemo od ekvatora do bilo kojeg pola, razlike između svjetla i tame su izraženije - osobito na polovima, gdje nalazimo 24 sata svjetla ili tame, ovisno o dobu godine..

Osim toga, godišnja rotacija zemlje oko sunca uzrokuje promjenu fotoperiode tijekom cijele godine (uz izuzetak ekvatora). Tako su dani ljeti dulji, a zimi kraći.

Prednosti reagiranja na fotoperiod

Sposobnost koordinacije određenih razvojnih procesa s određenim vremenom u kojem postoje velike vjerojatnosti da će uvjeti biti povoljniji daje niz prednosti. To se događa u biljkama, životinjama, pa čak iu određenim gljivama.

Za organizme je korisno razmnožavati se u doba godine kada se maloljetnici ne moraju suočiti s ekstremnim uvjetima zime. To će, bez sumnje, povećati opstanak potomstva, pružajući jasnu adaptivnu prednost skupini.

Drugim riječima, mehanizam prirodne selekcije pogodovat će difuziji ovog fenomena u organizmima koji su stekli mehanizme koji im omogućuju ispitivanje okoline i reagiranje na promjene u fotoperiodu..

Fotoperiod u biljkama

U biljkama trajanje dana ima izražene učinke na mnoge njegove biološke funkcije. Zatim ćemo opisati glavne procese na koje utječe dužina dana i noći:

cvatući

Povijesno gledano, biljke su klasificirane u dugotrajne, kratkotrajne ili neutralne biljke. Mehanizmi biljaka za mjerenje tih podražaja su vrlo sofisticirani.

Trenutno je utvrđeno da protein zvan CONSTANS ima značajnu ulogu u cvatnji, aktivira se na drugi mali protein koji se kreće kroz snopove krvnih žila i aktivira program razvoja u reproduktivnoj meristemi i inducira proizvodnju cvjetova.

Biljke s dugim danima i kratkim danima

Dugotrajne biljke cvatu brže samo kada izlaganje svjetlu traje određeni broj sati. U ovoj vrsti biljaka cvjetanje se neće dogoditi ako trajanje tamnog razdoblja prijeđe određenu vrijednost. Ova "kritična vrijednost" svjetlosti varira ovisno o vrsti.

Ova vrsta biljaka cvjeta tijekom proljeća, ili ranog ljeta, gdje svjetlosna vrijednost zadovoljava minimalne zahtjeve. Radish, salata i ljiljan svrstavaju se u ovu kategoriju.

Nasuprot tome, biljke s kraćim danom zahtijevaju manje izloženosti svjetlu. Na primjer, neke biljke koje cvatu krajem ljeta, u jesen ili zimi, su kratki dani. To su krizanteme, cvijet ili božićna zvijezda i neke vrste soje.

skrivenost

Stanja latencije korisna su za biljke, jer im omogućuje da se suoče s nepovoljnim uvjetima okoliša. Na primjer, biljke koje žive u sjevernim geografskim širinama koriste smanjenje trajanja dana u jesen kao upozorenje na hladnoću.

Na taj način mogu razviti stanje mirovanja koje će im pomoći da se nose s niskim temperaturama koje dolaze.

U slučaju jetrenih, oni mogu preživjeti u pustinji jer koriste duge dane kao signal za ulazak u mirovanje tijekom sušnih razdoblja.

Kombinacija s drugim čimbenicima okoliša

Mnogo puta odgovor biljke nije određen jednim čimbenikom okoliša. Uz trajanje svjetlosti, temperature, sunčevo zračenje i koncentracije dušika često su odlučujući čimbenici u razvoju.

Na primjer, u biljkama vrste Hyoscyamus niger Proces cvjetanja neće se dogoditi ako nije u skladu sa zahtjevima fotoperioda, a osim toga i vernalizacijom (minimalna količina hladnog zraka potrebna).

Fotoperiod kod životinja

Kao što smo vidjeli, trajanje dana i noći omogućuje životinjama da sinkroniziraju svoje reproduktivne faze s povoljnim godišnjim dobima..

Sisavci i ptice obično se razmnožavaju u proljeće, kao odgovor na produljenje dana, a insekti obično postaju larve u jesen, kada se dani skraćuju. Informacije o odgovoru na fotoperiod kod riba, vodozemaca i gmazova su ograničene.

Kod životinja je kontrola svjetlosti uglavnom hormonska. Ovaj fenomen je posredovan izlučivanjem melatonina u epifizu, koja je snažno inhibirana prisutnošću svjetlosti..

Izlučivanje hormona je veće u razdobljima tame. Tako se signali fotoperioda prenose u izlučivanje melatonina.

Ovaj je hormon odgovoran za aktiviranje specifičnih receptora smještenih u mozgu i hipofizi koji reguliraju ritmove reprodukcije, tjelesne težine, hibernacije i migracije..

Poznavanje reakcije životinja na promjene u fotoperiodu bilo je korisno za čovjeka. Na primjer, u stočarstvu, različite studije nastoje razumjeti kako se utječe na proizvodnju mlijeka. Do sada je potvrđeno da dugi dani povećavaju ovu proizvodnju.

reference

  1. Campbell, N.A. (2001). Biologija: Koncepti i odnosi. Obrazovanje Pearson.
  2. Dahl, G.E., Buchanan, B.A., & Tucker, H.A. (2000). Fotoperiodični učinci na mliječne stoke: pregled. Časopis za mljekarsku znanost, 83(4), 885-893.
  3. Garner, W.W., & Allard, H.A. (1920). Utjecaj relativne duljine dana i noći i drugih čimbenika okoliša na rast i reprodukciju u biljkama. Mjesečni pregled vremena, 48(7), 415-415.
  4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Molekularna osnova raznolikosti fotoperiodičnih cvjetnih odgovora Arabidopsis i riže. Fiziologija biljaka, 135(2), 677-84.
  5. Jackson, S.D. (2009). Odgovori biljaka na fotoperiod. Novi fitolog, 181(3), 517-531.
  6. Lee, B.D., Cha, J. Y., Kim, M.R., Paek, N.C., & Kim, W.Y. (2018). Sustav osjetljiv na fotoperiod za vrijeme cvjetanja u biljkama. BMB izvješća, 51(4), 163-164.
  7. Romero, J.M., & Valverde, F. (2009). Evolucijski sačuvani fotoperiodni mehanizmi u biljkama: kada se javlja fotoperiodična signalizacija biljke?. Signalizacija i ponašanje postrojenja, 4(7), 642-4.
  8. Saunders, D. (2008). Fotoperiodizam kod insekata i drugih životinja. u Fotobiologija (str. 389-416). Springer, New York, NY.
  9. Walton, J.C., Weil, Z.M., & Nelson, R.J. (2010). Utjecaj fotoperioda na hormone, ponašanje i imunološku funkciju. Granice u neuroendokrinologiji, 32(3), 303-19.