Jaa:
Fotoperiodi kasveissa ja eläimissä
valoisa aika Se on valon ja pimeyden määrä 24 tunnin jaksossa. Päiväntasaajan vyöhykkeellä, jossa leveysaste on nolla-arvo, se on vakio ja tasapuolinen, 12 tunnin valolla ja 12 tuntia pimeyttä.
Vastaus fotoperiodiin on biologinen ilmiö, jossa organismit muuttavat joitakin niiden ominaisuuksia - lisääntymistä, kasvua, käyttäytymistä - riippuen valon, vuodenaikojen ja aurinkokierron vaihteluista.
Yleensä fotoperiodia tutkitaan yleensä kasveissa. Tavoitteena on ymmärtää, miten valaistusparametrin vaihtelut muuttavat itävyyttä, aineenvaihduntaa, kukatuotantoa, silmukan lepotilaa tai muuta ominaisuutta.
Erityisten pigmenttien, nimeltään phytochromes, ansiosta kasvit pystyvät havaitsemaan ympäristössä tapahtuvat muutokset.
Todisteiden mukaan kasvien kehitykseen vaikuttaa vastaanotettujen tuntien määrä. Esimerkiksi maissa, joissa on merkittäviä vuodenaikoja, puiden on yleensä vähennettävä kasvua syksyn aikana, jolloin fotoperiodi lyhenee.
Ilmiö ulottuu eläinkunnan jäseniin. Fotoperiodi voi vaikuttaa sen lisääntymiseen ja käyttäytymiseen.
Garner ja Allard löysivät 1920-luvulla fotoperiodin. Nämä tutkijat osoittivat, että jotkut kasvit muuttavat kukintaa päivittäisen pituuden muutosten vuoksi.
indeksi
- 1 Miksi fotoperiodi tapahtuu?
- 2 Edut reagoida fotoperiodiin
- 3 Fotoperiodi kasveissa
- 3.1 Kukinta
- 3.2 Pitkät päivät ja lyhyet päivät
- 3.3 Latenssi
- 3.4 Yhdistäminen muihin ympäristötekijöihin
- 4 Fotoperiodi eläimissä
- 5 Viitteet
Miksi fotoperiodi tapahtuu?
Kun siirrymme pois tästä alueesta, valo- ja pimeät ajat muuttuvat vastauksena maan akselin kallistumiseen aurinkoa kohti.
Kun siirrämme päiväntasaajalta mihin tahansa napaan, valon ja pimeyden väliset erot ovat merkittävämpiä - etenkin pylväissä, joissa on 24 tuntia valoa tai pimeyttä vuodenajasta riippuen..
Lisäksi maapallon vuotuinen pyöriminen auringon ympäri aiheuttaa sen, että fotoperiodi muuttuu ympäri vuoden (paitsi ekvaattoria). Tällä tavoin päivät ovat pidempiä kesällä ja lyhyempiä talvella.
Edut reagoida fotoperiodiin
Kyky koordinoida tiettyjä kehitysprosesseja tiettyyn ajankohtaan, jossa on suuria todennäköisyyksiä, että olosuhteet ovat suotuisampia, antavat useita etuja. Tämä tapahtuu kasveissa, eläimissä ja jopa tietyissä sienissä.
Organismien osalta on edullista toistaa vuoden aikana, jolloin nuoret eivät tarvitse kohdata talven äärimmäisiä olosuhteita. Tämä epäilemättä lisää jälkeläisten eloonjäämistä, mikä antaa selkeän adaptiivisen edun ryhmälle.
Toisin sanoen luonnollisen valinnan mekanismi suosii tämän ilmiön leviämistä organismeihin, jotka ovat saaneet mekanismeja, joiden avulla ne voivat tutkia ympäristöä ja vastata fotoperiodin muutoksiin..
Fotoperiodi kasveissa
Kasveissa päivien kesto on vaikuttanut moniin sen biologisiin toimintoihin. Seuraavaksi kuvataan tärkeimmät prosessit, joihin päivän ja yön pituus vaikuttaa:
kukinnan
Historiallisesti kasvit on luokiteltu pitkä-, lyhyt- tai neutraaleiksi kasveiksi. Kasvien mekanismit näiden ärsykkeiden mittaamiseksi ovat hyvin kehittyneitä.
Tällä hetkellä on todettu, että CONSTANS-proteiinilla on merkittävä rooli kukinnassa, aktivoituu toiseen pieneen proteiiniin, joka liikkuu verisuonten nippujen läpi ja aktivoi kehitysohjelman lisääntymistarkoituksessa ja indusoi kukkien tuotantoa.
Kasvit, joissa on pitkiä päiviä ja lyhyitä päiviä
Pitkän päivän kasvit kukoistavat nopeammin vain, kun valo kestää tiettyä tuntia. Tämäntyyppisissä kasveissa kukintaa ei tapahdu, jos pimeän ajan kesto ylittää tietyn arvon. Tämä valon "kriittinen arvo" vaihtelee lajin mukaan.
Tämäntyyppiset kasvit kukoistavat keväällä tai alkukesällä, jolloin valon arvo täyttää vähimmäisvaatimuksen. Retiisi, salaatti ja lilja luokitellaan tähän luokkaan.
Sitä vastoin lyhyen päivän kasvit vaativat pienempiä valoaltistuksia. Esimerkiksi jotkin kesän lopussa syksyllä tai talvella kukkivat kasvit ovat lyhyitä päiviä. Näitä ovat krysanteemit, kukka- tai joulutähti ja jotkin soijalajikkeet.
latenssi
Latenssitilat ovat käyttökelpoisia kasveille, koska ne mahdollistavat epäsuotuisien ympäristöolosuhteiden kohtaamisen. Esimerkiksi pohjoisilla leveysasteilla asuvat kasvit käyttävät syksyn päivän keston lyhentämistä varoituksena kylmästä.
Tällä tavoin he voivat kehittää lepotilan, joka auttaa heitä selviytymään tulevista jäätymislämpötiloista.
Jos kyseessä on maksajako, he voivat selviytyä autiomaassa, koska he käyttävät pitkiä päiviä merkkinä lepotilaan kuivina aikoina.
Yhdistäminen muiden ympäristötekijöiden kanssa
Monta kertaa laitoksen vastausta ei määrätä yhdellä ympäristötekijällä. Valon, lämpötilan, aurinkosäteilyn ja typpipitoisuuksien lisäksi ne ovat usein ratkaisevia tekijöitä kehityksessä.
Esimerkiksi lajin kasveissa Hyoscyamus niger kukinta ei tapahdu, jos se ei täytä fotoperiodin vaatimuksia, ja lisäksi vernalisaatio (vähimmäismäärä kylmää tarvitaan).
Fotoperiodi eläimissä
Kuten olemme nähneet, päivän ja yön kesto antaa eläimille mahdollisuuden synkronoida lisääntymisvaiheensa suotuisilla vuodenaikoilla..
Nisäkkäät ja linnut lisääntyvät yleensä keväällä vastauksena päivien pidentymiseen, ja hyönteiset tulevat syksyn aikana toukoiksi, kun päivät lyhenevät. Tietoa kalan, sammakkoeläinten ja matelijoiden vasteesta fotoperiodille on rajoitettu.
Eläimissä fotoperiodin hallinta on enimmäkseen hormonaalista. Tätä ilmiötä välittää melatoniinin erittyminen käpyrauhassa, jota valon läsnäolo estää voimakkaasti..
Hormonin eritys on suurempi pimeyden aikoina. Täten fotoperiodin signaalit muunnetaan melatoniinin eritykseksi.
Tämä hormoni on vastuussa aivoissa ja aivolisäkkeessä sijaitsevien spesifisten reseptorien aktivoinnista, jotka säätelevät lisääntymisen, kehon painon, lepotilan ja migraation rytmiä..
Tieto eläinten vasteesta fotoperiodin muutoksille on ollut hyödyllinen ihmiselle. Esimerkiksi karjankasvatuksessa eri tutkimuksissa pyritään ymmärtämään, miten maitotuotanto vaikuttaa. Toistaiseksi on vahvistettu, että pitkät päivät lisäävät tätä tuotantoa.
viittaukset
- Campbell, N. A. (2001). Biologia: käsitteet ja suhteet. Pearson Education.
- Dahl, G. E., Buchanan, B.A. & Tucker, H.A. (2000). Fotoperiodiset vaikutukset lypsykarjaan: tarkistus. Lehtitieteen lehti, 83(4), 885 - 893.
- Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Päivän ja yön suhteellisen pituuden sekä muiden ympäristötekijöiden vaikutus kasvuun ja lisääntymiseen kasveissa. Kuukauden sääennuste, 48(7), 415-415.
- Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Arabidopsiksen ja riisin fotoperiodisten kukinnan vasteiden monimuotoisuuden molekyylipohja. Kasvien fysiologia, 135(2), 677-84.
- Jackson, S. D. (2009). Tehtävät reagoivat fotoperiodiin. Uusi fytologi, 181(3), 517-531.
- Lee, B. D., Cha, J. Y., Kim, M.R., Paek, N. C. & Kim, W.Y. (2018). Fotoperiodin tunnistusjärjestelmä kasvien kukinnan ajoitukseen. BMB raportoi, 51(4), 163-164.
- Romero, J. M., ja Valverde, F. (2009). Evoluutiolla konservoituneet fotoperiodimekanismit kasveissa: milloin ilmestyi kasvi-fotoperiodinen signalointi?. Kasvien merkinanto ja käyttäytyminen, 4(7), 642-4.
- Saunders, D. (2008). Hyönteisten ja muiden eläinten fotoperiodismi. sisään photobiology (s. 389-416). Springer, New York, NY.
- Walton, J.C., Weil, Z. M., ja Nelson, R.J. (2010). Fotoperiodin vaikutus hormoneihin, käyttäytymiseen ja immuunitoimintaan. Neuroendokrinologian rajat, 32(3), 303-19.