Fotoperiod hos växter och djur

De fotoperiod är mängden ljus och mörker i en 24-timmars cykel. I ekvatörområdet - där latituden tar ett värde på noll - är det konstant och rättvist, med 12 timmars ljus och 12 mörker.

Svaret på fotoperioden är ett biologiskt fenomen där organismer modifierar några av deras egenskaper - reproduktion, tillväxt, beteende - beroende på variationen i ljus, årstider och solcykeln..

I allmänhet studeras fotoperioden vanligtvis i växter. Det syftar till att förstå hur variationer i belysningsparametern modifierar groning, ämnesomsättning, blommaproduktion, intervallet för knopparnas vila eller någon annan egenskap..

Tack vare förekomsten av speciella pigment, kallade fytokromer, kan växter upptäcka miljöförändringar som uppstår i deras miljö.

Enligt bevisen påverkas växternas utveckling av antalet mottagna timmar. Till exempel, i länder med markerade årstider tenderar träd att minska sin tillväxt under höstsäsongerna, där fotoperioden blir kortare..

Fenomenet sträcker sig till medlemmarna i djurriket. Fotoperioden kan påverka dess reproduktion och dess beteende.

Fotoperioden upptäcktes 1920 av Garner och Allard. Dessa forskare visade att vissa växter modifierar sin blomning som svar på förändringar i dagslängden.

Artikelindex

• 1 Varför uppstår fotoperioden?
• 2 Fördelar med att svara på fotoperioden
• 3 Fotoperiod i växter
  • 3.1 Blomning
  • 3.2 Lång- och kortdagsväxter
  • 3.3 Latens
  • 3.4 Kombination med andra miljöfaktorer
• 4 Fotoperiod hos djur
• 5 Referenser

Varför inträffar fotoperioden?

När vi rör oss bort från detta område förändras tiderna för ljus och mörker som svar på lutningen av jordens axel mot solen..

När vi rör oss från ekvatorn till någon av polerna är skillnaderna mellan ljus och mörker tydligare - särskilt vid polerna, där vi hittar 24 timmar av ljus eller mörker, beroende på årstid..

Dessutom orsakar den årliga rotationen av jorden runt solen att fotoperioden förändras under hela året (med undantag för ekvatorn). Således är dagarna längre på sommaren och kortare på vintern..

Fördelar med att svara på fotoperioden

Förmågan att samordna vissa utvecklingsprocesser med en viss tid på året där det är hög sannolikhet att förhållandena blir mer gynnsamma ger ett antal fördelar. Detta förekommer hos växter, djur och till och med vissa svampar.

För organismerna är det fördelaktigt att reproducera vid tider på året där unga inte behöver möta de extrema förhållandena under en vinter. Detta kommer utan tvekan att öka avkommans överlevnad, vilket ger en klar anpassningsfördel för gruppen..

Med andra ord kommer mekanismen för naturligt urval att gynna spridningen av detta fenomen i organismer som har förvärvat mekanismer som gör att de kan undersöka miljön och svara på förändringar i fotoperioden..

Fotoperiod i växter

I växter har dagslängden markerade effekter på många av deras biologiska funktioner. Nedan beskriver vi de viktigaste processerna som påverkas av längden på dagen och natten:

Blommande

Historiskt har växter klassificerats i långa, korta eller neutrala växter. Växternas mekanismer för mätning av dessa stimuli är mycket sofistikerade.

För närvarande har det fastställts att ett protein som heter CONSTANS har en betydande roll i blomningen, aktiverat till ett annat litet protein som rör sig genom kärlbuntarna och aktiverar ett utvecklingsprogram i ett reproduktivt meristem och inducerar blommaproduktion..

Växter för lång- och kortdagar

Växter på långa dagar blommar snabbare bara när exponering för ljus varar i ett antal timmar. I dessa typer av växter kommer blomning inte att inträffa om varaktigheten av den mörka perioden överskrids med ett visst värde. Detta "kritiska värde" av ljus varierar beroende på art.

Dessa typer av växter blommar under våren eller försommaren, där ljusvärdet uppfyller minimikravet. Rädisa, sallad och lilja klassificeras inom denna kategori.

Däremot kräver kortdagsväxter lägre exponering för ljus. Till exempel har vissa växter som blommar på sensommaren, hösten eller vintern korta dagar. Bland dessa sticker krysantemum, blomman eller julstjärnan och vissa sojasorter ut..

Latens

Latens tillstånd är användbara för växter, eftersom de tillåter dem att klara av ogynnsamma miljöförhållanden. Till exempel använder växter som bor på nordliga breddgrader minskningen av längden på dagen på hösten som en varning för förkylningen..

På detta sätt kan de utveckla ett vilande tillstånd som hjälper dem att hantera de frysande temperaturer som kommer..

När det gäller liverworts kan de överleva i öknen eftersom de använder långa dagar som en signal för att gå i vila under torra perioder..

Kombination med andra miljöfaktorer

Många gånger bestäms inte växternas svar av en enda miljöfaktor. Förutom ljusets varaktighet är ofta temperatur, solstrålning och kvävekoncentrationer avgörande faktorer i utvecklingen..

Till exempel i växter av arten Hyoscyamus niger Blomningsprocessen kommer inte att inträffa om den inte uppfyller kraven för fotoperioden och även för vernalisering (minsta mängd kall som krävs).

Fotoperiod hos djur

Som vi såg tillåter längden på dag och natt djur att synkronisera sina reproduktionsstadier med gynnsamma tider på året..

Däggdjur och fåglar reproducerar vanligtvis på våren, som svar på dagarnas förlängning, och insekter blir vanligtvis larver på hösten, när dagarna blir kortare. Informationen om svaret på fotoperiod hos fisk, amfibier och reptiler är begränsad.

Hos djur är fotoperiodkontroll oftast hormonell. Detta fenomen förmedlas av utsöndringen av melatonin i tallkottkörteln, vilket starkt hämmas av närvaron av ljus..

Hormonal utsöndring är större i mörkerperioder. Således översätts fotoperiodssignalerna till utsöndringen av melatonin.

Detta hormon är ansvarigt för att aktivera specifika receptorer i hjärnan och i hypofysen som reglerar reproduktionsrytmen, kroppsvikt, viloläge och migration..

Kunskap om djurens svar på förändringar i fotoperioden har varit till nytta för människor. Till exempel, inom boskap, försöker olika studier förstå hur mjölkproduktionen påverkas. Hittills har det bekräftats att långa dagar ökar nämnda produktion.

Referenser

1. Campbell, N. A. (2001). Biologi: begrepp och relationer. Pearson Education.
2. Dahl, G. E., Buchanan, B. A., & Tucker, H. A. (2000). Fotoperiodiska effekter på mjölkkor: En översyn. Journal of mejerivetenskap, 83(4), 885-893.
3. Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Effekt av den relativa längden på dag och natt och andra faktorer i miljön på tillväxt och reproduktion i växter. Månatlig vädergranskning, 48(7), 415-415.
4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Den molekylära grunden för mångfald i de fotoperiodiska blomningsresponserna hos Arabidopsis och ris. Växtfysiologi, 135(2), 677-84.
5. Jackson, S. D. (2009). Växtens svar på fotoperiod. Ny fytolog, 181(3), 517-531.
6. Lee, B. D., Cha, J. Y., Kim, M. R., Paek, N. C., & Kim, W. Y. (2018). Fotoperiodavkänningssystem för tidpunkt för blomning i växter. BMB rapporterar, 51(4), 163-164.
7. Romero, J. M., & Valverde, F. (2009). Evolutionärt bevarade fotoperiodmekanismer i växter: när uppträdde fotoperiodisk signalering?. Växt signalering och beteende, 4(7), 642-4.
8. Saunders, D. (2008). Fotoperiodism hos insekter och andra djur. I Fotobiologi (s. 389-416). Springer, New York, NY.
9. Walton, J. C., Weil, Z. M., & Nelson, R. J. (2010). Påverkan av fotoperiod på hormoner, beteende och immunfunktion. Gränser inom neuroendokrinologi, 32(3), 303-19.