Fotoperioada la plante și animale

1027
Simon Doyle

fotoperioada este cantitatea de lumină și întuneric într-un ciclu de 24 de ore. În zona ecuatorului - unde latitudinea are o valoare zero - este constantă și echitabilă, cu 12 ore de lumină și 12 de întuneric.

Răspunsul la fotoperioadă este un fenomen biologic în care organismele își modifică unele dintre caracteristicile lor - reproducere, creștere, comportament - în funcție de variația luminii, a anotimpurilor și a ciclului solar..

Fotoperioada afectează germinarea semințelor. Sursa: pixabay.com

În general, fotoperioada este de obicei studiată la plante. Se caută să înțeleagă modul în care variațiile parametrului de iluminare modifică germinarea, metabolismul, producția de flori, intervalul de repaus al mugurilor sau o altă caracteristică..

Datorită prezenței unor pigmenți speciali, numiți fitocromi, plantele sunt capabile să detecteze modificările de mediu care apar în mediul lor.

Conform dovezilor, dezvoltarea plantelor este afectată de numărul de ore primite. De exemplu, în țările cu anotimpuri marcate, copacii tind să-și reducă creșterea în anotimpurile de toamnă, unde fotoperioada devine mai scurtă..

Fenomenul se extinde la membrii regnului animal. Fotoperioada este capabilă să îi afecteze reproducerea și comportamentul.

Fotoperioada a fost descoperită în 1920 de Garner și Allard. Acești cercetători au arătat că unele plante își modifică înflorirea ca răspuns la schimbările de lungime a zilei.

Indice articol

  • 1 De ce apare fotoperioada?
  • 2 Avantajele răspunsului la fotoperioadă
  • 3 Fotoperioada la plante
    • 3.1 Înflorire
    • 3.2 Plante de zi lungă și de zi scurtă
    • 3.3 Latență
    • 3.4 Combinarea cu alți factori de mediu
  • 4 Fotoperioada la animale
  • 5 Referințe

De ce apare fotoperioada?

Pe măsură ce ne îndepărtăm de această zonă, momentele de lumină și întuneric se schimbă ca răspuns la înclinarea axei pământului spre soare..

Când ne deplasăm de la ecuator la oricare dintre poli, diferențele dintre lumină și întuneric sunt mai accentuate - în special la poli, unde găsim 24 de ore de lumină sau întuneric, în funcție de perioada anului..

În plus, rotația anuală a pământului în jurul soarelui face ca fotoperioada să se schimbe pe tot parcursul anului (cu excepția ecuatorului). Astfel, zilele sunt mai lungi vara și mai scurte iarna..

Avantajele răspunsului la fotoperioadă

Abilitatea de a coordona anumite procese de dezvoltare cu o anumită perioadă a anului în care există o mare probabilitate ca condițiile să fie mai favorabile conferă o serie de avantaje. Acest lucru apare la plante, animale și chiar la anumite ciuperci.

Pentru organisme este avantajos să se reproducă în perioadele anului în care tinerii nu trebuie să facă față condițiilor extreme ale iernii. Acest lucru, fără îndoială, va crește supraviețuirea descendenților, oferind un avantaj clar de adaptare grupului..

Cu alte cuvinte, mecanismul selecției naturale va favoriza difuzarea acestui fenomen în organismele care au dobândit mecanisme care le permit să sondeze mediul și să răspundă la schimbările din fotoperioadă..

Fotoperioada la plante

La plante, lungimea zilelor are efecte marcate asupra multora dintre funcțiile lor biologice. Mai jos vom descrie principalele procese care sunt afectate de lungimea zilei și a nopții:

Înflorire

Din punct de vedere istoric, plantele au fost clasificate în plante de zi lungă, de zi scurtă sau neutre. Mecanismele plantelor pentru măsurarea acestor stimuli sunt foarte sofisticate.

În prezent, s-a stabilit că o proteină numită CONSTANS are un rol semnificativ în înflorire, activată la o altă proteină mică care se deplasează prin mănunchiurile vasculare și activează un program de dezvoltare într-un meristem reproductiv și induce producția de flori..

Plante de zi lungă și de zi scurtă

Plantele de o zi lungă înfloresc mai repede numai atunci când expunerea la lumină durează câteva ore. La aceste tipuri de plante, înflorirea nu va avea loc dacă durata perioadei întunecate este depășită de o anumită valoare. Această „valoare critică” a luminii variază în funcție de specie.

Aceste tipuri de plante înfloresc primăvara sau începutul verii, unde valoarea luminii îndeplinește cerința minimă. Ridichea, salata verde și crinul sunt clasificate în această categorie.

În schimb, plantele de zi scurte necesită expuneri la lumină mai mici. De exemplu, unele plante care înfloresc la sfârșitul verii, toamna sau iarna au zile scurte. Dintre acestea se remarcă crizantemele, floarea sau steaua de Crăciun și unele soiuri de soia..

Latență

Stările de latență sunt utile pentru plante, deoarece le permit să facă față condițiilor de mediu nefavorabile. De exemplu, plantele care trăiesc în latitudini nordice folosesc reducerea lungimii zilei în toamnă ca avertisment de frig..

În acest fel, pot dezvolta o stare inactivă care îi va ajuta să facă față temperaturilor înghețate care urmează să vină..

În cazul hepaticilor, acestea pot supraviețui în deșert deoarece folosesc zilele lungi ca semnal pentru a intra în repaus în perioadele aride..

Combinație cu alți factori de mediu

De multe ori răspunsul plantei nu este determinat de un singur factor de mediu. Pe lângă durata luminii, temperatura, radiația solară și concentrațiile de azot sunt adesea factori decisivi în dezvoltare..

De exemplu, la plantele din specie Hyoscyamus niger Procesul de înflorire nu va avea loc dacă nu îndeplinește cerințele fotoperiodei și, de asemenea, de vernalizare (cantitate minimă de frig necesară).

Fotoperioada la animale

După cum am văzut, lungimea zilei și a nopții permite animalelor să-și sincronizeze etapele de reproducere cu perioadele favorabile ale anului..

Mamiferele și păsările se reproduc de obicei primăvara, ca răspuns la prelungirea zilelor, iar insectele devin de obicei larve toamna, când zilele se scurtează. Informațiile privind răspunsul la fotoperioadă la pești, amfibieni și reptile sunt limitate.

La animale, controlul fotoperioadei este preponderent hormonal. Acest fenomen este mediat de secreția de melatonină în glanda pineală, care este puternic inhibată de prezența luminii..

Secreția hormonală este mai mare în perioadele de întuneric. Astfel, semnalele fotoperiodice sunt traduse în secreția de melatonină.

Acest hormon este responsabil pentru activarea receptorilor specifici localizați în creier și în glanda pituitară care reglează ritmurile de reproducere, greutatea corporală, hibernare și migrație..

Cunoașterea răspunsului animalelor la schimbările în fotoperioadă a fost utilă pentru om. De exemplu, la animale, diverse studii urmăresc să înțeleagă modul în care este afectată producția de lapte. Până în prezent s-a confirmat că zilele lungi cresc producția menționată.

Referințe

  1. Campbell, N. A. (2001). Biologie: Concepte și relații. Pearson Education.
  2. Dahl, G. E., Buchanan, B. A. și Tucker, H. A. (2000). Efecte fotoperiodice asupra bovinelor de lapte: o revizuire. Jurnalul științei lactate83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W. și Allard, H. A. (1920). Efectul lungimii relative a zilei și a nopții și a altor factori ai mediului asupra creșterii și reproducerii la plante. Revizuire meteo lunară48(7), 415-415.
  4. Hayama, R. și Coupland, G. (2004). Baza moleculară a diversității în răspunsurile fotoperiodice de înflorire ale Arabidopsis și orez. Fiziologia plantelor135(2), 677-84.
  5. Jackson, S. D. (2009). Răspunsurile plantelor la fotoperioadă. Noul fitolog181(3), 517-531.
  6. Lee, B. D., Cha, J. Y., Kim, M. R., Paek, N. C. și Kim, W. Y. (2018). Sistem de detectare a fotoperioadei pentru momentul înfloririi la plante. Rapoarte BMB51(4), 163-164.
  7. Romero, J. M. și Valverde, F. (2009). Mecanisme fotoperiodice conservate evolutiv la plante: când a apărut semnalizarea fotoperiodică a plantelor?. Semnalizarea și comportamentul plantelor4(7), 642-4.
  8. Saunders, D. (2008). Fotoperiodism la insecte și alte animale. În Fotobiologie (pp. 389-416). Springer, New York, NY.
  9. Walton, J. C., Weil, Z. M. și Nelson, R. J. (2010). Influența fotoperioadei asupra hormonilor, comportamentului și funcției imune. Frontiere în neuroendocrinologie32(3), 303-19.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.