Fotoperiode i planter og dyr

1619
Robert Johnston

De fotoperiode er mengden lys og mørkt i en 24-timers syklus. I området til ekvator - der breddegraden tar verdien null - er den konstant og rettferdig, med 12 timer lys og 12 mørke.

Responsen på fotoperioden er et biologisk fenomen der organismer endrer noen av egenskapene deres - reproduksjon, vekst, oppførsel - avhengig av variasjonen av lys, årstider og solsyklusen..

Fotoperioden påvirker spiring av frøene. Kilde: Pixabay.com

Generelt blir fotoperioden vanligvis studert i planter. Den søker å forstå hvordan variasjoner i belysningsparameteren modifiserer spiring, metabolisme, blomsterproduksjon, intervallet for dvalen til knoppene eller en annen egenskap..

Takket være tilstedeværelsen av spesielle pigmenter, kalt fytokromer, er planter i stand til å oppdage miljøendringer som oppstår i deres miljø.

Ifølge bevisene påvirkes utviklingen av plantene av antall mottatte timer. For eksempel, i land med markerte årstider, har trær en tendens til å redusere veksten i høstsesongene, der lysperioden blir kortere..

Fenomenet strekker seg til medlemmene av dyreriket. Fotoperioden kan påvirke reproduksjonen og oppførselen.

Fotoperioden ble oppdaget i 1920 av Garner og Allard. Disse forskerne viste at noen planter endrer blomstringen sin som svar på endringer i lengden på dagen.

Artikkelindeks

  • 1 Hvorfor oppstår fotoperioden?
  • 2 Fordeler med å svare på fotoperioden
  • 3 Fotoperiode i planter
    • 3.1 Blomstring
    • 3.2 Lang- og kortdagsplanter
    • 3.3 Forsinkelse
    • 3.4 Kombinasjon med andre miljøfaktorer
  • 4 Fotoperiode hos dyr
  • 5 Referanser

Hvorfor oppstår fotoperioden?

Når vi beveger oss vekk fra dette området, endres tidene for lys og mørke som svar på vippingen av jordaksen mot solen..

Når vi beveger oss fra ekvator til en av polene, er forskjellene mellom lys og mørk mer markert - spesielt på polene, hvor vi finner 24 timer med lys eller mørke, avhengig av årstid..

I tillegg fører den årlige rotasjonen av jorden rundt solen til at fotoperioden endres gjennom året (med unntak av ekvator). Dermed er dagene lengre om sommeren og kortere om vinteren..

Fordeler med å svare på fotoperioden

Evnen til å koordinere visse utviklingsprosesser med en bestemt tid på året der det er stor sannsynlighet for at forholdene vil være gunstigere gir en rekke fordeler. Dette forekommer hos planter, dyr og til og med visse sopper.

For organismer er det fordelaktig å reprodusere på tider av året der ungdommene ikke trenger å møte de ekstreme forholdene på en vinter. Dette vil utvilsomt øke avkommets overlevelse og gi gruppen en klar tilpasningsfordel..

Med andre ord vil mekanismen for naturlig seleksjon favorisere diffusjonen av dette fenomenet i organismer som har anskaffet mekanismer som tillater dem å undersøke miljøet og svare på endringer i fotoperioden..

Fotoperiode i planter

I planter har lengden på dager markerte effekter på mange av deres biologiske funksjoner. Nedenfor vil vi beskrive de viktigste prosessene som er påvirket av lengden på dagen og natten:

Blomstrende

Historisk har planter blitt klassifisert i langdags-, kortdags- eller nøytrale planter. Plantemekanismene for måling av disse stimuli er veldig sofistikerte.

Foreløpig er det bestemt at et protein kalt CONSTANS har en betydelig rolle i blomstringen, aktivert til et annet lite protein som beveger seg gjennom vaskulære bunter og aktiverer et utviklingsprogram i et reproduktivt meristem og induserer blomsterproduksjon..

Lang- og kortdagsplanter

Langtidsplanter blomstrer raskere bare når lyseksponeringen varer i noen timer. I disse plantetypene vil ikke blomstring forekomme hvis varigheten av den mørke perioden overskrides med en bestemt verdi. Denne "kritiske verdien" av lys varierer avhengig av arten.

Disse plantetypene blomstrer om våren eller forsommeren, der lysverdien oppfyller minimumskravet. Reddik, salat og lilje er klassifisert i denne kategorien.

Derimot krever kortdagsplanter lavere lyseksponering. For eksempel har noen planter som blomstrer på sensommeren, høsten eller vinteren korte dager. Blant disse skiller krysantemum, blomsten eller julestjernen og noen varianter av soya seg ut..

Ventetid

Latenstilstander er nyttige for planter, ettersom de lar dem takle ugunstige miljøforhold. For eksempel bruker planter som lever på nordlige breddegrader reduksjonen i lengden på dagen om høsten som en advarsel om kulden..

På denne måten kan de utvikle en sovende tilstand som vil hjelpe dem med å takle de frysende temperaturene som kommer..

Når det gjelder leverurt, kan de overleve i ørkenen fordi de bruker lange dager som et signal for å gå i dvale i tørre perioder..

Kombinasjon med andre miljøfaktorer

Mange ganger er ikke responsen fra anlegget bestemt av en enkelt miljøfaktor. I tillegg til varigheten av lys, er temperatur, solstråling og nitrogenkonsentrasjoner ofte avgjørende faktorer i utviklingen..

For eksempel i planter av arten Hyoscyamus niger Blomstringsprosessen vil ikke forekomme hvis den ikke oppfyller kravene til fotoperioden, og også for vernalisering (minimum mengde kulde som kreves).

Fotoperiode hos dyr

Som vi så, tillater lengden på dag og natt dyr å synkronisere reproduksjonsstadiene med gunstige tider på året..

Pattedyr og fugler reproduserer vanligvis om våren, som svar på forlengelsen av dagene, og insekter blir vanligvis larver om høsten, når dagene blir kortere. Informasjon om respons på fotoperiode hos fisk, amfibier og reptiler er begrenset.

Hos dyr er fotoperiodekontroll for det meste hormonell. Dette fenomenet medieres av utskillelsen av melatonin i pinealkjertelen, som er sterkt hemmet av tilstedeværelsen av lys..

Hormonal sekresjon er større i mørketider. Dermed blir fotoperiodssignalene oversatt til utskillelsen av melatonin.

Dette hormonet er ansvarlig for å aktivere spesifikke reseptorer i hjernen og i hypofysen som regulerer reproduksjonens rytmer, kroppsvekt, dvalemodus og migrasjon..

Kunnskap om dyrenes respons på endringer i lysperioden har vært nyttig for mennesker. For eksempel, i husdyr, prøver ulike studier å forstå hvordan melkeproduksjonen påvirkes. Så langt er det bekreftet at lange dager øker nevnte produksjon.

Referanser

  1. Campbell, N. A. (2001). Biologi: Begreper og relasjoner. Pearson Education.
  2. Dahl, G. E., Buchanan, B. A., & Tucker, H. A. (2000). Fotoperiodiske effekter på melkekyr: En gjennomgang. Tidsskrift for meierivitenskap83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Effekt av den relative lengden på dag og natt og andre miljøfaktorer på vekst og reproduksjon i planter. Månedlig væranmeldelse48(7), 415-415.
  4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Det molekylære grunnlaget for mangfold i de fotoperiodiske blomstringsresponsene til Arabidopsis og ris. Plantefysiologi135(2), 677-84.
  5. Jackson, S. D. (2009). Plantesvar på fotoperioden. Ny fytolog181(3), 517-531.
  6. Lee, B. D., Cha, J. Y., Kim, M. R., Paek, N. C., og Kim, W. Y. (2018). Photoperiod sensing system for timing av blomstring i planter. BMB rapporterer51(4), 163-164.
  7. Romero, J. M., & Valverde, F. (2009). Evolusjonelt konserverte fotoperiodmekanismer i planter: når dukket plantefotoperiodisk signalering opp?. Plantsignalisering og oppførsel4(7), 642-4.
  8. Saunders, D. (2008). Fotoperiodisme hos insekter og andre dyr. I Fotobiologi (s. 389-416). Springer, New York, NY.
  9. Walton, J. C., Weil, Z. M., & Nelson, R. J. (2010). Påvirkning av fotoperiode på hormoner, oppførsel og immunfunksjon. Grenser i nevroendokrinologi32(3), 303-19.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.