ФОТОПЕРИОД: У БИЉКАМА И ЖИВОТИЊАМА - БИОЛОГИЈА - 2025

Фотопериод је количина светлости и мрака у 24-часовном циклусу. У подручју екватора - где земљописна ширина узима вредност нула - она ​​је константна и правична, са 12 сати светлости и 12 сати таме.

Реакција на фотопериод биолошки је феномен где организми мењају неке своје карактеристике - репродукцију, раст, понашање - у зависности од варијације светлости, годишњих доба и соларног циклуса.

Фотопериод утиче на клијање семенки. Извор: пикабаи.цом

Опћенито, фотопериод се обично проучава у биљкама. Она жели да разуме како варијације у параметру осветљења модификују клијавост, метаболизам, производњу цвећа, интервал успављивања пупољака или друге карактеристике.

Захваљујући присуству посебних пигмената, названих фитохроми, биљке су у стању да открију промене у околини које се дешавају у њиховој околини.

Према доказима, на развој биљака утиче и број примљених сати. На пример, у земљама са обележеним сезонама, дрвеће има тенденцију успоравања у јесењим сезонама, где је фотопериод краћи.

Феномен се проширује на чланове животињског царства. Фотопериод може да утиче на његову репродукцију и понашање.

Фотопериод су 1920. године открили Гарнер и Аллард. Ови истраживачи су показали да неке биљке модификују своје цватње као одговор на промене у дужини дана.

Зашто настаје фотопериод?

Како се одмичемо од овог подручја, времена светлости и мрака мењају се као одговор на нагиб земљине оси према сунцу.

Како се крећемо од екватора према било којем полу, разлике између светлости и таме су више изражене - нарочито на половима, где налазимо 24 сата светлости или таме, зависно од доба године.

Поред тога, годишња ротација земље око сунца узрокује да се фотопериод мења током целе године (са изузетком екватора). Тако су дани љети дужи, а зими краћи.

Предности реаговања на фотопериод

Способност да се координишу одређени развојни процеси са одређеним доба године где постоји велика вероватноћа да ће услови бити повољнији даје бројне предности. То се дешава код биљака, животиња, па чак и одређених гљивица.

За организме је корисно размножавати се у доба године када се малолетници не морају суочити са екстремним условима зиме. То ће, несумњиво, повећати опстанак потомства, пружајући јасну адаптивну предност групи.

Другим речима, механизам природне селекције погодоваће ширењу ове појаве у организмима који су стекли механизме који им омогућавају да истражују животну средину и реагују на промене у фотопериоду.

Фотопериод у биљкама

У биљкама, дужина дана има значајан утицај на многе њихове биолошке функције. У наставку ћемо описати главне процесе на које утиче дужина дана и ноћи:

Цветање

Историјски, биљке су класификоване као биљке дугог дана, кратког дана или неутралне. Биљни механизми за мерење ових стимулуса су веома софистицирани.

Тренутно је утврђено да протеин зван ЦОНСТАНС има значајну улогу у цветању, активира се на други мали протеин који се креће кроз васкуларне снопове и активира развојни програм у репродуктивном меристему и подстиче производњу цвећа.

Биљке дугог и кратког дана

Биљке дугог дана брже цветају само када излагање светлости траје неколико сати. У овим врстама биљака цветање неће наступити ако трајање мрачног периода премаши одређену вредност. Та „критична вредност“ светлости варира у зависности од врсте.

Ове врсте биљака цвјетају током прољећа или почетком љета, гдје свјетлосна вриједност задовољава минималне потребе. У ову категорију сврставају се радич, зелена салата и љиљан.

Супротно томе, биљке кратког дана захтевају слабије осветљење. На пример, неке биљке које цветају у касно лето, јесен или зиму су кратки дан. Међу њима се истичу хризантеме, божићни цвет или звезда и неке сорте соје.

Латентност

Стања кашњења су корисна за биљке, јер им омогућавају да се носе са неповољним условима окружења. На пример, биљке које живе у северним ширинама користе смањену дужину дана у јесен као упозорење за хладноћу.

На тај начин могу развити успавано стање које ће им помоћи да се изборе са предстојећим смрзавањем.

У случају јетрених пикаваца, они могу преживјети у пустињи, јер користе дуге дане као сигнал да уђу у стање мировања током сушних периода.

Комбинација са другим факторима животне средине

Много пута реакција биљке није одређена једним фактором животне средине. Поред трајања светлости, температуре, сунчевог зрачења и концентрације азота обично су пресудни фактори у развоју.

На пример, у биљкама врсте Хиосциамус нигер, процес цветања неће се догодити ако не испуњава захтеве фотопериода, а такође и вернализације (потребна је минимална количина хладноће).

Фотопериод код животиња

Као што смо видели, дужина дана и ноћи омогућава животињама да синхронизују своје репродуктивне фазе са повољним временима у години.

Сисари и птице се размножавају у пролеће, као одговор на продужење дана, а инсекти обично постају ларве у јесен, када се дани скраћују. Информације о реакцији на фотопериод код риба, водоземаца и гмизаваца су ограничене.

Код животиња је контрола фотопериода углавном хормонална. Ова појава је посредована излучивањем мелатонина у пинеалној жлезди, што снажно инхибира присуством светлости.

Хормонска секреција је већа у периодима таме. Тако се фотопериодни сигнали преводе у секрецију мелатонина.

Овај хормон је одговоран за активирање специфичних рецептора смештених у мозгу и у хипофизи који регулишу ритмове репродукције, телесну тежину, хибернацију и миграцију.

Познавање реакције животиња на промене фотопериода било је корисно за човека. На пример, у сточарству различите студије желе да разумеју како утиче на производњу млека. До сада је потврђено да дуги дани повећавају наведену производњу.

Референце

1. Цампбелл, НА (2001). Биологија: појмови и односи. Пеарсон Едуцатион.
2. Дахл, ГЕ, Буцханан, БА и Туцкер, ХА (2000). Фотопериодични ефекти на млечну стоку: преглед. Јоурнал оф Сциенце Сциенце, 83 (4), 885-893.
3. Гарнер, ВВ, Аллард, ХА (1920). Утицај релативне дужине дана и ноћи и других чинилаца околине на раст и размножавање у биљкама. Месечни преглед времена, 48 (7), 415-415.
4. Хаиама, Р., и Цоупланд, Г. (2004). Молекуларна основа разноликости у фотопериодичним одговорима цветања Арабидопсис и риже. Физиологија биљака, 135 (2), 677-84.
5. Јацксон, СД (2009). Одговори биљке на фотопериод. Нови фитолог, 181 (3), 517-531.
6. Лее, БД, Цха, ЈИ, Ким, МР, Паек, НЦ, и Ким, ВИ (2018). Фотопериодни сензорски систем за време цветања у биљкама. БМБ извештаји, 51 (4), 163-164.
7. Ромеро, ЈМ, и Валверде, Ф. (2009). Еволуцијски сачувани механизми фотопериода у биљкама: када се појавила фотопериодична сигнализација биљака ?. Сигнализација и понашање биљака, 4 (7), 642-4.
8. Саундерс, Д. (2008). Фотопериодизам инсеката и других животиња. У фотобиологији (стр. 389-416). Спрингер, Нев Иорк, НИ.
9. Валтон, ЈЦ, Веил, ЗМ и Нелсон, РЈ (2010). Утицај фотопериода на хормоне, понашање и имунолошку функцију. Границе у неуроендокринологији, 32 (3), 303-19.