Фотоперіод у рослин і тварин



The фотоперіод Це кількість світла і темряви в 24-годинному циклі. У зоні екватора - де широта приймає значення нуль - вона постійна і справедлива, з 12 годин світла і 12 годин темряви.

Реакція на фотоперіод - це біологічне явище, в якому організми змінюють деякі свої характеристики - відтворення, зростання, поведінку - залежно від зміни світла, сезонів і сонячного циклу..

Як правило, фотоперіод зазвичай вивчається в рослинах. Мета полягає в тому, щоб зрозуміти, як зміни в параметрі освітлення змінюють схожість, метаболізм, виробництво квітки, інтервал спокою нирок або іншу характеристику.

Завдяки наявності спеціальних пігментів, які називаються фітохромами, рослини здатні виявляти зміни навколишнього середовища, які відбуваються в їхньому середовищі..

Згідно з даними, на розвиток рослин впливає кількість отриманих годин. Наприклад, у країнах з вираженими сезонами, дерева мають тенденцію зменшувати своє зростання в осінній період, коли фотоперіод стає коротшим.

Це явище поширюється на членів тваринного світу. Фотоперіод здатний впливати на його відтворення та поведінку.

Фотоперіод був відкритий в 1920 році Гарнером і Аллардом. Ці дослідники показали, що деякі рослини змінюють своє цвітіння у відповідь на зміни в тривалості дня.

Індекс

  • 1 Чому виникає фотоперіод?
  • 2 Переваги реагування на фотоперіод
  • 3 Фотоперіод у рослинах
    • 3.1 Цвітіння
    • 3.2 Довгі дні і короткі дні рослини
    • 3.3 Затримка
    • 3.4 Поєднання з іншими екологічними факторами
  • 4 Фотоперіод у тварин
  • 5 Посилання

Чому виникає фотоперіод?

Коли ми віддаляємося від цієї області, світлі та темні часи змінюються у відповідь на нахил земної осі до сонця.

Коли ми рухаємося від екватора до будь-якого з полюсів, відмінності між світлим і темним більш помітні - особливо на полюсах, де ми знаходимо 24 години світла або темряви, залежно від часу року..

Крім того, щорічне обертання Землі навколо Сонця призводить до зміни фотоперіоду протягом року (за винятком екватора). Таким чином, дні влітку довше, а взимку коротше.

Переваги реагування на фотоперіод

Здатність координувати певні процеси розвитку з певним часом року, коли існують високі ймовірності, що умови будуть більш сприятливими, дає ряд переваг. Це відбувається у рослин, тварин і навіть у певних грибах.

Для організмів вигідно відтворювати їх у періоди року, коли неповнолітнім не доводиться стикатися з екстремальними умовами зими. Це, безсумнівно, збільшить виживання потомства, забезпечуючи чітку адаптивну перевагу групи.

Іншими словами, механізм природного відбору сприятиме дифузії цього явища в організми, які набули механізми, які дозволяють досліджувати навколишнє середовище і реагувати на зміни фотоперіоду..

Фотоперіод у рослинах

У рослин тривалість днів має помітний вплив на багато його біологічних функцій. Далі ми опишемо основні процеси, на які впливає тривалість дня і ночі:

Цвітіння

Історично рослини були класифіковані на довгоденні, короткоденні або нейтральні рослини. Механізми рослин для вимірювання цих подразників дуже складні.

В даний час було визначено, що білок, який називається CONSTANS, має значну роль у цвітіння, активується до іншого невеликого білка, який рухається через судинні пучки і активує програму розвитку в репродуктивній меристемі і індукує виробництво квітів.

Рослини з довгими днями і короткими днями

Довгі дні рослини цвітуть швидше лише тоді, коли вплив світла триває певну кількість годин. У рослин цього типу цвітіння не відбудеться, якщо тривалість темного періоду перевищує певну величину. Ця "критична величина" світла змінюється в залежності від виду.

Цей тип рослин зацвітає навесні, або на початку літа, коли світлове значення відповідає мінімальним вимогам. Редиска, салат і лілія класифікуються в цій категорії.

Навпаки, рослини короткого дня потребують меншої експозиції світла. Наприклад, деякі рослини, які цвітуть наприкінці літа, восени або взимку, є короткими днями. До них відносяться хризантеми, квітка або різдвяна зірка і деякі сорти сої.

Латентність

Латентні стани корисні для рослин, оскільки дозволяє їм стикатися з несприятливими умовами навколишнього середовища. Наприклад, рослини, які живуть у північних широтах, використовують скорочення тривалості дня восени як попередження про холод.

Таким чином, вони можуть розвинути стан спокою, який допоможе їм впоратися з майбутніми низькими температурами.

У випадку печінкових порід, вони можуть виживати в пустелі, тому що вони використовують довгі дні як сигнал ввести спокій протягом посушливих періодів.

Поєднання з іншими факторами навколишнього середовища

Багаторазово реакція рослини не визначається єдиним екологічним фактором. Крім тривалості світла, температури, сонячного випромінювання і концентрації азоту часто є вирішальними факторами розвитку.

Наприклад, у рослин цього виду Hyoscyamus niger Процес цвітіння не відбудеться, якщо він не відповідає вимогам фотоперіоду, і, крім того, яровизація (необхідна мінімальна кількість холоду).

Фотоперіод у тварин

Як ми бачили, тривалість дня і ночі дозволяє тваринам синхронізувати свої репродуктивні стадії з сприятливими сезонами року..

Ссавці і птахи зазвичай розмножуються навесні, у відповідь на подовження днів, і комахи, як правило, стають личинками восени, коли дні скорочуються. Інформація щодо реакції на фотоперіод у риб, амфібій і плазунів обмежена.

У тварин контроль фотоперіоду в основному є гормональним. Це явище опосередковується секрецією мелатоніну в шишкоподібній залозі, яка сильно пригнічується наявністю світла.

Секреція гормонів більша в періоди темряви. Таким чином, сигнали фотоперіоду переводяться в секрецію мелатоніну.

Цей гормон відповідає за активацію специфічних рецепторів, розташованих в мозку і в гіпофізі, які регулюють ритми репродукції, ваги тіла, сплячки і міграції..

Знання реакції тварин на зміни фотоперіоду було корисним для людини. Наприклад, у тваринництві різні дослідження намагаються зрозуміти, як впливає виробництво молока. До цих пір було підтверджено, що довгі дні збільшують це виробництво.

Список літератури

  1. Кемпбелл, Н. А. (2001). Біологія: Поняття та відносини. Освіта Пірсона.
  2. Dahl, G.E., Buchanan, B.A., & Tucker, H.A. (2000). Фотоперіодичні ефекти на молочну худобу: огляд. Журнал молочної науки, 83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Вплив відносної тривалості дня і ночі та інших факторів навколишнього середовища на ріст і розмноження в рослинах. Щомісячний огляд погоди, 48(7), 415-415.
  4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Молекулярні основи різноманітності в фотоперіодичних реакціях цвітіння Arabidopsis і рису. Фізіологія рослин, 135(2), 677-84.
  5. Джексон, С. Д. (2009). Відповіді рослин на фотоперіод. Новий фітолог, 181(3), 517-531.
  6. Lee, B.D., Cha, J. Y., Kim, M.R., Paek, N.C., & Kim, W.Y. (2018). Система фотоперіоду для визначення часу цвітіння в рослинах. Звіти BMB, 51(4), 163-164.
  7. Romero, J.M., & Valverde, F. (2009). Еволюційно консервативні механізми фотоперіоду в рослинах: коли з'явилася фотоперіодична сигналізація рослин?. Сигналізація та поведінка рослин, 4(7), 642-4.
  8. Сондерс, Д. (2008). Фотоперіодизм у комах та інших тварин. В Фотобіологія (с. 389-416). Springer, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
  9. Walton, J.C., Weil, Z.M., & Nelson, R.J. (2010). Вплив фотоперіоду на гормони, поведінку і імунну функцію. Межі в нейроендокринології, 32(3), 303-19.