Fotoperiood taimedes ja loomades



The fotoperiood See on valguse ja pimeduse kogus 24-tunnises tsüklis. Ekvaatori tsoonis, kus laiuskraad võtab nulli väärtuse, on see pidev ja õiglane, 12 tundi valgust ja 12 tundi pimedust.

Vastus fotoperioodile on bioloogiline nähtus, kus organismid muudavad mõningaid omadusi - paljunemist, kasvu, käitumist - sõltuvalt valguse varieerumisest, aastaaegadest ja päikesetsüklist..

Üldiselt uuritakse fotoperioodi tavaliselt taimedes. Eesmärgiks on mõista, kuidas valgustusparameetrite variatsioonid idanevad, metaboliseeruvad, lillekasvatust, pungade puhkeaega või muud iseloomulikku omadust muudavad.

Tänu spetsiaalsetele pigmentidele, mida nimetatakse fütokroomideks, on taimed võimelised tuvastama oma keskkonnas toimuvaid keskkonnamuutusi.

Tõendite kohaselt mõjutab taimede arengut saadud tundide arv. Näiteks riikides, kus on tähistatud aastaaeg, kalduvad puud vähenema sügisel, kus fotoperiood muutub lühemaks.

See nähtus laieneb loomariigi liikmetele. Fotoperiood suudab mõjutada selle paljunemist ja käitumist.

Fotoperiood avastati 1920. aastal Garner ja Allard. Need teadlased näitasid, et mõned taimed muudavad oma õitsemist vastuseks päevapikkuse muutustele.

Indeks

  • 1 Miks fotoperiood toimub?
  • 2 Fotoperioodile reageerimise eelised
  • 3 Fotoperiood taimedes
    • 3.1 Õitsemine
    • 3.2 Pikad päevad ja lühikesed päevad
    • 3.3 Latentsus
    • 3.4 Kombinatsioon teiste keskkonnateguritega
  • 4 Fotoperiood loomadel
  • 5 Viited

Miks fotoperiood toimub?

Kui me sellest piirkonnast eemale läheme, muutuvad valguse ja pimeduse ajad vastuseks Maa telje kaldele päikese suunas.

Kui liigume ekvaatorist ükskõik millise pooluse poole, on heleduse ja pimeduse vahelised erinevused märgatavalt kõrgemad - eriti postide juures, kus me leiame 24 tundi valgust või pimedust, sõltuvalt aastaajast..

Lisaks põhjustab maa aastane pööramine päikese ümber fotoperiood kogu aasta vältel (välja arvatud ekvaator). Sel moel on päevad suvel pikemad ja talvel lühemad.

Fotoperioodile reageerimise eelised

Võime koordineerida teatud arenguprotsesse teatud aastaaega, kus on suured tõenäosused, et tingimused on soodsamad, annab mitmeid eeliseid. See esineb taimedes, loomades ja isegi teatud seentes.

Organismide puhul on kasulik reprodutseerida aasta jooksul, mil noored ei pea talve äärmuslike tingimustega silmitsi seisma. Kahtlemata suurendab see järglaste ellujäämist, andes rühmale selget kohanemisvõimet.

Teiste sõnadega, loodusliku valiku mehhanism soodustab selle nähtuse levikut organismides, mis on omandanud mehhanisme, mis võimaldavad neil keskkonda sattuda ja reageerida fotoperioodi muutustele..

Fotoperiood taimedes

Taimedes on päevade kestus märkimisväärne mõju paljudele selle bioloogilistele funktsioonidele. Järgnevalt kirjeldame peamisi protsesse, mida päeva ja öö pikkus mõjutab:

Õitsemine

Ajalooliselt on taimed liigitatud pika-, lühi- või neutraalsetesse taimedesse. Nende stiimulite mõõtmiseks kasutatavate taimede mehhanismid on väga keerulised.

Praegu on kindlaks tehtud, et CONSTANS-nimeline valk omab õitsemises olulist rolli, aktiveerub teise väikese valguga, mis liigub läbi vaskulaarsete kimpude ja aktiveerib arenguprogrammi reproduktiivsüsteemis ja põhjustab lillede tootmist.

Pika päeva ja lühikese päevaga taimed

Pikaajalised taimed õitsevad kiiremini ainult siis, kui kokkupuude valgusega kestab teatud arvu tunde. Sellist tüüpi taimedes ei toimu õitsemist, kui pimeduse periood kestab teatud väärtuse. See valguse "kriitiline väärtus" varieerub sõltuvalt liigist.

Seda tüüpi taimed õitsevad kevadel või suve alguses, kus valguse väärtus vastab miinimumnõuetele. Redis, salat ja liilia liigitatakse sellesse kategooriasse.

Seevastu lühiajalised taimed vajavad väiksemat valguskiirgust. Näiteks on mõned suvel sügisel või talvel õitsevad taimed lühikesed päevad. Nende hulka kuuluvad krüsanteemid, lille- või jõulutäht ja mõned soja sortid.

Latentsus

Latentsuse olekud on taimedele kasulikud, kuna need võimaldavad neil toime tulla ebasoodsate keskkonnatingimustega. Näiteks kasutavad põhjapoolsetel laiuskraadidel elavad taimed sügise kestuse vähendamist külma hoiatusena..

Sel moel saavad nad välja areneda seisvuse seisundi, mis aitab neil tulla toime külmumistemperatuuriga.

Maksajuhtumite puhul võivad nad kõrbes püsida, sest nad kasutavad pikki päevi signaalina, et siseneda puhkeajani kuivade perioodide ajal.

Kombinatsioon teiste keskkonnateguritega

Paljudel juhtudel ei määra taime vastust üksik keskkonnategur. Lisaks valguse, temperatuuri, päikesekiirguse ja lämmastiku kontsentratsiooni kestusele on arengus sageli otsustavad tegurid.

Näiteks liigi taimedes Hyoscyamus niger õitsemisprotsessi ei toimu, kui see ei vasta fotoperioodile esitatavatele nõuetele, ja lisaks sellele on vernaliseerimine (nõutav külma kogus).

Fotoperiood loomadel

Nagu nägime, võimaldab ööpäevane öö lubada loomadel sigida oma paljunemisetappe soodsate aastaaegadega..

Imetajad ja linnud paljunevad tavaliselt kevadel, reageerides päevade pikenemisele, ja putukad kipuvad sügisel muutuma vastseteks, kui päevad on lühendatud. Teave kalade, kahepaiksete ja roomajate fotoperioodile reageerimise kohta on piiratud.

Loomadel on fotoperioodide kontroll peamiselt hormonaalne. Seda nähtust vahendab melatoniini eritumine käpepurust, mis on tugevalt pärssitud valguse juuresolekul..

Hormoonide sekretsioon on pimeduse perioodidel suurem. Seega teisendatakse fotoperioodide signaalid melatoniini sekretsiooniks.

See hormoon vastutab ajus ja ajuripatsis paiknevate spetsiifiliste retseptorite aktiveerimise eest, mis reguleerivad paljunemist, kehakaalu, talveunestamist ja rännet..

Teadmised loomade vastusest fotoperioodide muutustele on olnud inimestele kasulikud. Näiteks loomade puhul püütakse mitmetes uuringutes mõista, kuidas mõjutatakse piimatootmist. Seni on kinnitatud, et pikad päevad suurendavad seda tootmist.

Viited

  1. Campbell, N. A. (2001). Bioloogia: mõisted ja suhted. Pearson Education.
  2. Dahl, G.E., Buchanan, B. A., ja Tucker, H. A. (2000). Fotoperioodiline mõju piimakarjale: ülevaade. Piimateaduse ajakiri, 83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Päeva ja öö suhtelise pikkuse ja muude keskkonnategurite mõju taimede kasvule ja paljunemisele. Igakuine ilmateade, 48(7), 415-415.
  4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Arabidopsise ja riisi fotoperioodiliste õitsemisreaktsioonide mitmekesisuse molekulaarne alus. Taimede füsioloogia, 135(2), 677-84.
  5. Jackson, S. D. (2009). Tehke reaktsioon fotoperioodile. Uus fütoloog, 181(3), 517-531.
  6. Lee, B. D., Cha, J. Y., Kim, M.R., Paek, N. C., ja Kim, W.Y. (2018). Fotoperioodide tuvastamise süsteem taimede õitsemise ajastamiseks. BMB aruanded, 51(4), 163-164.
  7. Romero, J. M., & Valverde, F. (2009). Evolutsiooniliselt konserveeritud fotoperioodmehhanismid taimedes: millal ilmus taime fotoperioodiline signaalimine?. Taimede signaalimine ja käitumine, 4(7), 642-4.
  8. Saunders, D. (2008). Fotoperiodism putukates ja muudes loomades. Sisse Fotobioloogia (lk 389-416). Springer, New York, NY.
  9. Walton, J.C., Weil, Z. M., ja Nelson, R.J. (2010). Fotoperioodi mõju hormoonidele, käitumisele ja immuunfunktsioonile. Piirid neuroendokrinoloogias, 32(3), 303-19.