Photoperiod i planter og dyr



den lysperiode Det er mængden af ​​lys og mørke i en 24-timers cyklus. På området Ecuador - hvor bredde tager en værdi på nul - det er konstant og lig med 12 timers lys og 12 i mørke.

Svaret på fotoperioden er et biologisk fænomen, hvor organismer ændrer nogle af deres egenskaber - reproduktion, vækst, adfærd - afhængigt af variationen i lys, årstider og solcellecyklus.

Generelt studeres fotoperioden normalt i planter. Målet er at forstå, hvordan variationer i belysningsparameteren ændrer spiring, stofskifte, blomstproduktion, hvælvelsespidsernes mellemrum eller et andet karakteristisk.

Takket være tilstedeværelsen af ​​specielle pigmenter, kaldet phytochromes, kan planter opdage de miljømæssige ændringer, der opstår i deres omgivelser.

Ifølge beviser er udviklingen af ​​planterne påvirket af antallet af modtagne timer. For eksempel har træer i lande med markante årstider en tendens til at reducere deres vækst i efterårsperioden, hvor fotoperioden bliver kortere.

Fænomenet strækker sig til medlemmerne af dyreriget. Fotoperioden kan påvirke dens reproduktion og adfærd.

Fotoperioden blev opdaget i 1920 af Garner og Allard. Disse forskere viste, at nogle planter ændrer deres blomstring som følge af ændringer i dagslængde.

indeks

  • 1 Hvorfor fotoperioden opstår?
  • 2 Fordele ved at reagere på fotoperioden
  • 3 Photoperiod i planter
    • 3.1 Blomstring
    • 3.2 Lange dage og korte dage planter
    • 3.3 Latency
    • 3.4 Kombination med andre miljøfaktorer
  • 4 Fotoperiode hos dyr
  • 5 referencer

Hvorfor fotoperioden opstår?

Når vi bevæger os væk fra dette område, ændrer lys og mørke tider som svar på jordens akse mod solen.

Når vi bevæger os fra ækvator til en af ​​polerne, er forskellene mellem lys og mørke mere markante - især ved polerne, hvor vi finder 24 timers lys eller mørke afhængigt af årstiden.

Desuden får jordens årlige rotation rundt om solen fotoperioden at ændre sig gennem året (med undtagelse af ækvator). På denne måde er dagene længere om sommeren og kortere om vinteren.

Fordele ved at reagere på fotoperioden

Evnen til at koordinere visse udviklingsprocesser med en bestemt årstid, hvor der er store sandsynligheder for, at forholdene vil være gunstige giver en række fordele. Dette sker i planter, dyr og endda i visse svampe.

For organismer er det fordelagtigt at reproducere på tider af året, hvor ungdommen ikke behøver at stå over for vinterens ekstreme forhold. Dette vil utvivlsomt øge overlevelsens overlevelse, hvilket giver en klar adaptiv fordel for gruppen.

Med andre ord vil den mekanisme af naturlig udvælgelse fremme udbredelsen af ​​dette fænomen i organismer, der har erhvervet mekanismer gør dem i stand til at undersøge miljøet og reagere på ændringer i lysperiode.

Photoperiod i planter

I planter har varigheden af ​​dage markante virkninger på mange af dets biologiske funktioner. Dernæst vil vi beskrive de vigtigste processer, der påvirkes af længden af ​​dagen og natten:

blomstring

Historisk set er planter blevet klassificeret i langdags-, kort-dag- eller neutrale planter. Mekanismerne af planterne til måling af disse stimuli er meget sofistikerede.

I øjeblikket er det blevet fastslået, at et protein kaldet CONSTANS har en væsentlig rolle i blomstringen, aktiveret til et andet lille protein, der bevæger sig gennem de vaskulære bundt og aktiverer et udviklingsprogram i et reproduktivt meristem og inducerer produktion af blomster.

Planter med lange dage og korte dage

Langtids planter blomstrer hurtigere kun, når udsættelse for lys varer et bestemt antal timer. I denne type planter vil blomstringen ikke forekomme, hvis varigheden af ​​den mørke periode overstiger en bestemt værdi. Denne "kritiske værdi" af lys varierer afhængigt af arten.

Denne type planter blomstrer i løbet af foråret eller den tidlige sommer, hvor lysværdien opfylder mindstekravet. Radise, salat og lilje er klassificeret i denne kategori.

I modsætning hertil kræver kortere dagsbelysning mindre daglige planter. For eksempel er nogle planter, der blomstrer i slutningen af ​​sommeren, om efteråret eller vinteren, korte dage. Disse omfatter krysantemum, blomsten eller julestjernen og nogle sorter af soja.

latens

Latency states er nyttige til planter, da det giver dem mulighed for at stå over for ugunstige miljøforhold. Eksempler på planter, der lever i de nordlige breddegrader, bruger reduktionen af ​​varigheden af ​​dagen i efteråret som en advarsel om forkølelsen.

På denne måde kan de udvikle en tilstand af sovesal, som vil hjælpe dem med at klare de frysende temperaturer, der skal komme.

I tilfælde af levervorter kan de overleve i ørkenen, fordi de bruger lange dage som signal til at gå ind i dvalen i tørre perioder.

Kombination med andre miljøfaktorer

Mange gange er plantens reaktion ikke bestemt af en enkelt miljøfaktor. Ud over varigheden af ​​lys, temperatur, solstråling og kvælstofkoncentrationer er ofte afgørende faktorer i udviklingen.

For eksempel i planter af arten Hyoscyamus niger blomstringsprocessen vil ikke forekomme, hvis den ikke opfylder kravene i fotoperioden, og desuden skal vernaliseringen (minimum koldforbrug).

Photoperiod hos dyr

Som vi har set gør det muligt for dyr at synkronisere deres reproduktive faser med de bedste årstider i dag og nat..

Pattedyr og fugle normalt yngler i foråret, som reaktion på forlænger dage, og insekter bliver ofte larver i efteråret, når dagene bliver kortere. Oplysninger om respons på fotoperioden i fisk, amfibier og reptiler er begrænsede.

Hos dyr er fotoperiod kontrol hovedsageligt hormonal. Dette fænomen er medieret af udskillelsen af ​​melatonin i pinealkirtlen, hvilket stærkt hæmmes af lysets tilstedeværelse.

Hormonsekretion er større i perioder med mørke. Således oversættes signalerne fra fotoperioden til sekretionen af ​​melatonin.

Dette hormon er ansvarligt for aktivering specifikke receptorer i hjernen og hypofysen, der regulerer satserne for reproduktion, legemsvægt, overvintrer eller vandrer.

Kendskabet til dyrs reaktion på ændringer i fotoperioden har været nyttigt for mennesker. For eksempel søger forskellige studier i husdyr at forstå, hvordan mælkeproduktionen påvirkes. Hidtil er det blevet bekræftet, at lange dage øger denne produktion.

referencer

  1. Campbell, N. A. (2001). Biologi: Begreber og relationer. Pearson Education.
  2. Dahl, G.E., Buchanan, B. A., & Tucker, H. A. (2000). Fotoperiodiske virkninger på mælkekvæg: En gennemgang. Journal of mejeri videnskab, 83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Virkning af den relative længde af dag og nat og andre faktorer i miljøet på vækst og reproduktion i planter. Månedlig vejret anmeldelse, 48(7), 415-415.
  4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Det molekylære grundlag for mangfoldighed i de fotoperiodiske blomstringsresponser af Arabidopsis og ris. Plantfysiologi, 135(2), 677-84.
  5. Jackson, S. D. (2009). Plant respons på fotoperioden. Ny phytologist, 181(3), 517-531.
  6. Lee, B. D., Cha, Y. J., Kim, M. R., Paek, N. C., & Kim, W. Y. (2018). Photoperiod sensing system til timing af blomstring i planter. BMB rapporter, 51(4), 163-164.
  7. Romero, J. M., & Valverde, F. (2009). Evolutionært konserverede fotoperiodemekanismer i planter: hvornår blev planten fotoperiodisk signalering vist?. Plantesignal og adfærd, 4(7), 642-4.
  8. Saunders, D. (2008). Photoperiodism i insekter og andre dyr. i Photobiology (s. 389-416). Springer, New York, NY.
  9. Walton, J.C., Weil, Z. M., & Nelson, R.J. (2010). Indflydelse af fotoperiod på hormoner, adfærd og immunfunktion. Grænser i neuroendokrinologi, 32(3), 303-19.