Дял:
Фотопериод при растенията и животните
на излагане на светлина Това е количеството светлина и тъмнина в 24-часов цикъл. В зоната на екватора - където географската ширина заема стойност нула - тя е постоянна и справедлива, с 12 часа светлина и 12 часа тъмнина.
Отговорът на фотопериода е биологичен феномен, при който организмите променят някои от своите характеристики - възпроизводство, растеж, поведение - в зависимост от вариацията на светлината, сезоните и слънчевия цикъл..
Обикновено фотопериодът обикновено се изучава в растенията. Целта е да се разбере как промените в параметъра на осветяването променят покълването, метаболизма, производството на цветя, интервала на латентност на пъпките или друга характеристика.
Благодарение на наличието на специални пигменти, наречени фитохроми, растенията са способни да откриват промените в околната среда, които настъпват в тяхната среда.
Според доказателствата развитието на растенията е повлияно от броя на получените часове. Например, в страни с отбелязани сезони, дърветата са склонни да намаляват растежа си през есенните сезони, където фотопериодът става по-кратък.
Феноменът се разпростира върху членовете на животинското царство. Фотопериодът може да повлияе върху възпроизвеждането и поведението му.
Фотопериодът е открит през 1920 г. от Гарнър и Алард. Тези изследователи показаха, че някои растения променят цъфтежа си в отговор на промените в продължителността на деня.
индекс
- 1 Защо се случва фотопериода?
- 2 Предимства за реагиране на фотопериода
- 3 Фотопериод в растенията
- 3.1 Цъфтеж
- 3.2 Дълги дни и къси дни растения
- 3.3 Латентност
- 3.4 Комбинация с други фактори на околната среда
- 4 Фотопериод при животните
- 5 Препратки
Защо се появява фотопериода?
Когато се отдалечаваме от тази област, светлите и тъмните времена се променят в отговор на наклона на земната ос към слънцето.
Когато се движим от екватора към някой от полюсите, разликите между светлината и тъмнината са по-забележими - особено при полюсите, където намираме 24 часа светлина или тъмнина, в зависимост от времето на годината..
Освен това годишната ротация на Земята около Слънцето води до промяна на фотопериода през цялата година (с изключение на екватора). По този начин дните са по-дълги през лятото и по-къси през зимата.
Предимства на реакцията на фотопериода
Възможността да се координират определени процеси на развитие с определено време от годината, когато има големи вероятности, че условията ще бъдат по-благоприятни, дава редица предимства. Това се случва при растения, животни и дори в някои гъби.
За организмите е благоприятно да се размножават по време на годината, когато младежите не трябва да се сблъскват с екстремни условия на зимата. Това, без съмнение, ще увеличи оцеляването на потомството, осигурявайки ясна адаптивна полза за групата.
С други думи, механизмът на естествения отбор ще благоприятства разпространението на това явление в организми, които са придобили механизми, които им позволяват да изследват околната среда и да реагират на промените в фотопериода..
Фотопериод в растенията
При растенията продължителността на дните има изразено въздействие върху много от биологичните му функции. След това ще опишем основните процеси, които са засегнати от продължителността на деня и нощта:
цъфтеж
Исторически, растенията са класифицирани в дълготрайни, краткотрайни или неутрални растения. Механизмите на растенията за измерване на тези стимули са много сложни.
В момента е установено, че протеин, наречен CONSTANS, има значителна роля в цъфтежа, активиран до друг малък протеин, който се движи през съдовите снопчета и активира програма за развитие в репродуктивна меристема и индуцира производството на цветя.
Растения с дълги дни и кратки дни
Дългите дни растенията цъфтят по-бързо само когато излагането на светлина трае определен брой часове. При този вид растения цъфтежа няма да настъпи, ако продължителността на тъмния период надхвърли определена стойност. Тази "критична стойност" на светлината варира в зависимост от вида.
Този тип растения цъфтят през пролетта или началото на лятото, когато светлинната стойност отговаря на минималното изискване. В тази категория се класират репичките, марулите и лилиите.
За разлика от тях, късите дневни растения изискват по-ниска експозиция на светлина. Например, някои растения, които цъфтят в края на лятото, през есента или зимата, са кратки дни. Те включват хризантеми, цветя или коледна звезда и някои сортове соя.
латентност
Латентните състояния са полезни за растенията, тъй като им позволява да се справят с неблагоприятни условия на околната среда. Например растенията, които живеят в северните ширини, използват намалението на продължителността на деня през есента като предупреждение за студа.
По този начин те могат да развият състояние на покой, което ще им помогне да се справят с предстоящите температури на замръзване.
В случая с чернодробните птици, те могат да оцелеят в пустинята, защото използват дълги дни като сигнал да влязат в латентност по време на сухи периоди.
Комбинация с други фактори на околната среда
Много пъти реакцията на централата не се определя от един екологичен фактор. В допълнение към продължителността на светлината, температурата, слънчевата радиация и концентрациите на азот често са решаващи фактори за развитието.
Например, в растенията от вида Hyoscyamus niger процесът на цъфтеж няма да настъпи, ако не отговаря на изискванията на фотопериода, а освен това и на яровизацията (минимално количество студ).
Фотопериод при животни
Както видяхме, продължителността на деня и нощта позволява на животните да синхронизират репродуктивните си етапи с благоприятните сезони на годината..
Бозайниците и птиците обикновено се размножават през пролетта, в отговор на удължаването на дните, а насекомите обикновено стават ларви през есента, когато дните се съкращават. Информацията относно реакцията на фотопериода при риби, земноводни и влечуги е ограничена.
При животни контролът на фотопериода е предимно хормонален. Това явление се медиира от секрецията на мелатонин в епифизната жлеза, която е силно потисната от наличието на светлина.
Хормоналната секреция е по-голяма в периоди на мрак. По този начин сигналите на фотопериода се превеждат в секрецията на мелатонин.
Този хормон е отговорен за активирането на специфични рецептори, разположени в мозъка и в хипофизната жлеза, които регулират ритмите на репродукцията, телесното тегло, хибернацията и миграцията..
Познаването на реакцията на животните върху промените в фотопериода е полезно за човека. Например, в животновъдството, различни проучвания се стремят да разберат как се влияе производството на мляко. Досега се потвърждава, че дългите дни увеличават това производство.
препратки
- Кембъл, Н. А. (2001). Биология: Концепции и взаимоотношения. Образование в Пиърсън.
- Dahl, G.E., Buchanan, B.A., & Tucker, H.A. (2000). Фотопериодични ефекти върху млечните говеда: Преглед. Вестник на млечната наука, 83(4), 885-893.
- Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Влияние на относителната продължителност на деня и нощта и други фактори на околната среда върху растежа и размножаването в растенията. Месечен преглед на времето, 48(7), 415-415.
- Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Молекулярната основа на разнообразието в фотопериодичните цветови отговори на Arabidopsis и ориза. Физиология на растенията, 135(2), 677-84.
- Джаксън, С. Д. (2009). Отговори на растенията към фотопериода. Нов фитолог, 181(3), 517-531.
- Lee, B.D., Cha, J.Y., Kim, M.R., Paek, N.C., & Kim, W.Y. (2018). Фотопериодична система за отчитане на времето за цъфтеж в растенията. БМБ докладва, 51(4), 163-164.
- Romero, J. М., & Valverde, F. (2009). Еволюционно запазени фотопериодични механизми в растенията: кога се появява фотопериодичната сигнализация на растението?. Сигнализация и поведение на растенията, 4(7), 642-4.
- Saunders, D. (2008). Фотопериодизъм при насекоми и други животни. в Фотобиология (стр. 389-416). Springer, Ню Йорк, Ню Йорк.
- Walton, J.C., Weil, Z. M., & Nelson, R.J. (2010). Влияние на фотопериода върху хормоните, поведението и имунната функция. Граници в невроендокринологията, 32(3), 303-19.