Фотопериод у растений и животных



фотопериод Это количество света и тьмы в 24-часовом цикле. В зоне экватора, где широта принимает значение, равное нулю, она является постоянной и справедливой, с 12 часами света и 12 часами темноты.

Реакция на фотопериод - это биологическое явление, при котором организмы изменяют некоторые из своих характеристик - размножение, рост, поведение - в зависимости от изменения света, времени года и солнечного цикла..

Как правило, фотопериод обычно изучается у растений. Цель состоит в том, чтобы понять, как изменения параметра освещения влияют на прорастание, метаболизм, производство цветов, интервал покоя почек или другую характеристику..

Благодаря наличию специальных пигментов, называемых фитохромами, растения способны обнаруживать изменения окружающей среды, которые происходят в их окружающей среде..

Согласно имеющимся данным, на развитие растений влияет количество полученных часов. Например, в странах с отмеченными сезонами деревья имеют тенденцию уменьшать свой рост в осенние сезоны, где фотопериод становится короче.

Феномен распространяется на членов животного царства. Фотопериод способен влиять на его воспроизведение и поведение.

Фотопериод был открыт в 1920 году Гарнером и Аллардом. Эти исследователи показали, что некоторые растения изменяют цветение в ответ на изменения продолжительности дня..

индекс

  • 1 Почему происходит фотопериод?
  • 2 Преимущества реагирования на фотопериод
  • 3 Фотопериод у растений
    • 3.1 Цветение
    • 3.2 Длинные и короткие дни растений
    • 3.3 Латентность
    • 3.4 Сочетание с другими факторами окружающей среды
  • 4 Фотопериод у животных
  • 5 ссылок

Почему происходит фотопериод?

По мере удаления от этой области, светлые и темные времена меняются в ответ на наклон земной оси к Солнцу..

Когда мы движемся от экватора к любому из полюсов, различия между светом и темнотой более заметны - особенно на полюсах, где мы находим 24 часа света или тьмы, в зависимости от времени года.

Кроме того, ежегодное вращение Земли вокруг Солнца вызывает изменение фотопериода в течение года (за исключением экватора). Таким образом, дни длиннее летом и короче зимой.

Преимущества реагирования на фотопериод

Способность координировать определенные процессы развития с определенным временем года, когда существует высокая вероятность того, что условия будут более благоприятными, дает ряд преимуществ. Это происходит у растений, животных и даже у некоторых грибов..

Для организмов целесообразно размножаться в те времена года, когда подросткам не приходится сталкиваться с экстремальными условиями зимы. Это, несомненно, увеличит выживаемость потомства, предоставляя явное адаптивное преимущество группе.

Другими словами, механизм естественного отбора будет способствовать распространению этого явления в организмах, которые приобрели механизмы, которые позволяют им исследовать окружающую среду и реагировать на изменения в фотопериоде..

Фотопериод у растений

У растений продолжительность дней оказывает заметное влияние на многие из его биологических функций. Далее мы опишем основные процессы, на которые влияет продолжительность дня и ночи:

цветение

Исторически растения классифицировались на растения с длинным, коротким или нейтральным днем. Механизмы растений для измерения этих стимулов очень сложны.

В настоящее время установлено, что белок CONSTANS играет значительную роль в цветении, активируется другим мелким белком, который проходит через сосудистые пучки и активирует программу развития репродуктивной меристемы и стимулирует производство цветов..

Растения с длинными днями и короткими днями

Растения длинного дня цветут быстрее только тогда, когда воздействие света длится определенное количество часов. У растений этого типа цветение не произойдет, если продолжительность темного периода превышает определенное значение. Это «критическое значение» света варьируется в зависимости от вида.

Этот тип растений цветет весной или в начале лета, когда световая ценность соответствует минимальным требованиям. Редька, салат и лилия относятся к этой категории.

Напротив, растениям короткого дня требуется более низкая освещенность. Например, некоторые растения, которые цветут в конце лета, осенью или зимой, являются короткими днями. К ним относятся хризантемы, цветы или рождественские звезды и некоторые сорта сои.

латентность

Состояния задержки полезны для растений, поскольку позволяют им сталкиваться с неблагоприятными условиями окружающей среды. Например, растения, которые живут в северных широтах, используют сокращение продолжительности дня осенью как предупреждение о холода.

Таким образом, они могут развить состояние покоя, которое поможет им справиться с предстоящими морозами.

Что касается печеночников, они могут выжить в пустыне, потому что они используют долгие дни в качестве сигнала для входа в покой в ​​засушливые периоды.

Сочетание с другими факторами окружающей среды

Много раз реакция завода не определяется одним фактором окружающей среды. В дополнение к продолжительности света, температура, солнечная радиация и концентрации азота часто являются решающими факторами в развитии.

Например, в растениях вида Hyoscyamus niger процесс цветения не произойдет, если он не соответствует требованиям фотопериода, и, кроме того, яровизации (требуется минимальное количество холода).

Фотопериод у животных

Как мы видели, продолжительность дня и ночи позволяет животным синхронизировать свои репродуктивные стадии с благоприятными временами года..

Млекопитающие и птицы обычно размножаются весной, в ответ на удлинение дней, а насекомые, как правило, становятся личинками осенью, когда дни сокращаются. Информация относительно реакции на фотопериод у рыб, амфибий и рептилий ограничена.

У животных фотопериодный контроль в основном гормональный. Это явление опосредуется секрецией мелатонина в шишковидной железе, которая сильно ингибируется присутствием света.

Секреция гормонов больше в периоды темноты. Таким образом, сигналы фотопериода переводятся в секрецию мелатонина.

Этот гормон отвечает за активацию специфических рецепторов, расположенных в мозге и в гипофизе, которые регулируют ритмы размножения, массы тела, гибернации и миграции..

Знание реакции животных на изменения фотопериода было полезным для человека. Например, в животноводстве различные исследования направлены на то, чтобы понять, как влияет производство молока. До сих пор было подтверждено, что долгие дни увеличивают это производство.

ссылки

  1. Кэмпбелл, Н. А. (2001). Биология: концепции и отношения. Пирсон Образование.
  2. Dahl, G.E., Buchanan, B.A., & Tucker, H.A. (2000). Фотопериодическое воздействие на молочный скот: обзор. Журнал молочной науки, 83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W. & Allard, H. A. (1920). Влияние относительной продолжительности дня и ночи и других факторов среды на рост и размножение растений. Ежемесячный обзор погоды, 48(7), 415-415.
  4. Хаяма, Р. & Coupland, G. (2004). Молекулярная основа разнообразия в реакции фотопериодического цветения арабидопсиса и риса. Физиология растений, 135(2), 677-84.
  5. Джексон, С. Д. (2009). Ответы растений на фотопериод. Новый фитолог, 181(3), 517-531.
  6. Lee, B.D., Cha, J.Y., Kim, M.R., Paek, N.C., & Kim, W.Y. (2018). Фотопериодическая сенсорная система для определения времени цветения у растений. BMB сообщает, 51(4), 163-164.
  7. Romero, J.M. & Valverde, F. (2009). Эволюционно консервативные механизмы фотопериодичности у растений: когда появилась растительная фотопериодическая передача сигналов?. Сигнализация и поведение растений, 4(7), 642-4.
  8. Сондерс, Д. (2008). Фотопериодизм у насекомых и других животных. в Фотобиология (с. 389-416). Спрингер, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
  9. Walton, J.C., Weil, Z.M. & Nelson, R.J. (2010). Влияние фотопериода на гормоны, поведение и иммунную функцию. Границы в нейроэндокринологии, 32(3), 303-19.