Fotoperiodas augaluose ir gyvūnuose



The fotoperiodas Tai šviesos ir tamsos kiekis per 24 valandų ciklą. Pusiaujo zonoje, kur platuma užima nulinę vertę, ji yra pastovi ir teisinga, 12 valandų šviesos ir 12 valandų tamsos.

Atsakymas į fotoperiodą yra biologinis reiškinys, kai organizmai keičia tam tikras jų savybes - reprodukciją, augimą, elgesį - priklausomai nuo šviesos, sezonų ir saulės ciklo pokyčių..

Paprastai fotoperiodas paprastai tiriamas augaluose. Siekiama suprasti, kaip apšvietimo parametrų pokyčiai keičia daigumą, medžiagų apykaitą, gėlių gamybą, pumpurų ramybės intervalą ar kitą charakterį.

Dėl specialių pigmentų, vadinamų fitochromais, dėka augalai gali aptikti aplinkos pokyčius, kurie atsiranda jų aplinkoje.

Remiantis įrodymais, augalų vystymąsi lemia gautų valandų skaičius. Pavyzdžiui, šalyse, kuriose sezonai pažymėti, medžiai linkę mažinti augimą rudenį, kai fotoperiodas trumpėja.

Šis reiškinys tęsiasi ir gyvūnų karalystės nariams. Fotoperiodas gali paveikti jo reprodukciją ir elgesį.

Fotoperiodą 1920 m. Atrado Garner ir Allard. Šie mokslininkai parodė, kad kai kurie augalai keičia savo žydėjimą, reaguodami į dienos ilgio pokyčius.

Indeksas

  • 1 Kodėl fotoperiodas vyksta?
  • 2 Privalumai reaguoti į fotoperiodą
  • 3 Fotoperiodas augaluose
    • 3.1 Žydėjimas
    • 3.2 Ilgos dienos ir trumpos dienos augalai
    • 3.3 Latentinis laikas
    • 3.4 Derinimas su kitais aplinkos veiksniais
  • 4 Fotoperiodas gyvūnams
  • 5 Nuorodos

Kodėl fotoperiodas vyksta?

Kai einame iš šios srities, šviesos ir tamsos laikai pasikeičia, reaguojant į žemės ašies pakreipimą į saulę.

Kai pereisime iš pusiaujo į bet kurį polį, šviesos ir tamsos skirtumai yra žymesni - ypač polių, kur mes turime 24 valandų šviesos ar tamsos, priklausomai nuo metų laiko..

Be to, metinis žemės apsisukimas aplink saulę sukelia fotoperiodo pasikeitimus per metus (išskyrus pusiaujo). Tokiu būdu dienos vasarą yra ilgesnės ir žiemą trumpesnės.

Privalumai reaguojant į fotoperiodą

Gebėjimas koordinuoti tam tikrus vystymosi procesus tam tikru metų laiku, kai yra didelės tikimybės, kad sąlygos bus palankesnės, suteikia daug privalumų. Tai atsitinka augalams, gyvūnams ir net kai kuriems grybams.

Organizmams naudinga atkurti metų laikais, kai nepilnamečiai neturi susidurti su ekstremaliomis žiemos sąlygomis. Tai, be abejo, padidins palikuonių išlikimą, suteikiant aiškų prisitaikymo pranašumą grupei.

Kitaip tariant, natūralios atrankos mechanizmas skatins šio reiškinio sklaidą organizmuose, kurie įgijo mechanizmus, leidžiančius jiems ištirti aplinką ir reaguoti į fotoperiodo pokyčius..

Fotoperiodas augaluose

Augaluose dienų trukmė turi didelį poveikį daugeliui biologinių funkcijų. Toliau aprašysime pagrindinius procesus, kuriems įtakos turi dienos ir nakties trukmė:

Žydėjimas

Istoriškai augalai buvo klasifikuojami į ilgus, trumpus ar neutralius augalus. Šių dirgiklių matavimo mechanizmai yra labai sudėtingi.

Šiuo metu buvo nustatyta, kad baltymas, vadinamas CONSTANS, turi reikšmingą vaidmenį žydėjimo procese, aktyvuojamas į kitą mažą baltymą, kuris juda per kraujagyslių ryšius ir aktyvuoja vystymosi programą reprodukcinėje meristemoje ir skatina gėlių gamybą..

Augalai su ilgomis dienomis ir trumpomis dienomis

Ilgalaikiai augalai žydi greičiau tik tada, kai šviesos poveikis trunka tam tikrą valandų skaičių. Šio tipo augaluose žydėjimas neįvyks, jei tamsiojo laikotarpio trukmė viršys tam tikrą vertę. Ši „kritinė“ šviesos vertė priklauso nuo rūšies.

Šio tipo augalai žydi pavasarį arba vasaros pradžioje, kur šviesos vertė atitinka minimalius reikalavimus. Šiai kategorijai priskiriami ridikai, salotos ir lelija.

Priešingai, trumpalaikiai augalai reikalauja mažesnės šviesos. Pavyzdžiui, kai kurie augalai, kurie vasarą žydi rudenį arba žiemą, yra trumpos dienos. Tai chrizantemos, gėlių ar Kalėdų žvaigždė ir kai kurios sojos rūšys.

Vėlavimas

Latentinės būsenos yra naudingos augalams, nes tai leidžia jiems susidurti su nepalankiomis aplinkos sąlygomis. Pavyzdžiui, šiaurinėse platumose gyvenantys augalai rudenį mažina dienos trukmę, kaip įspėjimą apie šalta..

Tokiu būdu jie gali sukurti ramybės būseną, kuri padėtų jiems susidoroti su ateinančiomis šaldymo temperatūromis.

Kepenų kepenų atveju jie gali išgyventi dykumoje, nes jie naudoja ilgas dienas kaip signalą įeiti į ramybę per sausus laikotarpius.

Derinimas su kitais aplinkos veiksniais

Daug kartų augalų atsakas nėra nustatomas pagal vieną aplinkos veiksnį. Be šviesos, temperatūros, saulės spinduliuotės ir azoto koncentracijos dažnai yra lemiami veiksniai vystymosi procese.

Pavyzdžiui, rūšies augaluose Hyoscyamus niger žydėjimo procesas neįvyks, jei jis neatitiks fotoperiodo reikalavimų, be to, vernalizacija (minimalus šalto reikalingumo kiekis).

Fotoperiodas gyvūnams

Kaip matėme, dienos ir nakties trukmė leidžia gyvūnams sinchronizuoti savo reprodukcinius etapus su palankiais metų laikais..

Žinduoliai ir paukščiai paprastai atsinaujina pavasarį, reaguodami į dienų pailgėjimą, o vabzdžiai rudenį, kai sutrumpėja dienos, linkę tapti lervomis. Informacija apie atsaką į fotoperiodą žuvyse, varliagyviuose ir ropliai yra ribota.

Gyvūnams fotoperiodų kontrolė dažniausiai yra hormoninė. Šį reiškinį sąlygoja melatonino sekrecija liežuvio liaukoje, kurią stipriai slopina šviesa..

Hormono sekrecija yra didesnė tamsoje. Taigi fotoperiodo signalai paverčiami melatonino sekrecija.

Šis hormonas yra atsakingas už specifinių receptorių, esančių smegenyse ir hipofizėje, aktyvumą, reguliuojančius reprodukcijos ritmą, kūno svorį, užmigdymo ir migracijos procesus..

Žmogui buvo naudinga žinoti, kaip gyvūnai reaguoja į fotoperiodo pokyčius. Pavyzdžiui, įvairiuose tyrimuose siekiama išsiaiškinti, kaip paveikiama pieno gamyba. Iki šiol patvirtinta, kad ilgos dienos padidina šią produkciją.

Nuorodos

  1. Campbell, N. A. (2001). Biologija: sąvokos ir santykiai. „Pearson Education“.
  2. Dahl, G.E., Buchanan, B.A. & Tucker, H.A. (2000). Fotoperiodinis poveikis pieniniams galvijams: apžvalga. Pieno mokslo žurnalas, 83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Santykinio dienos ir nakties trukmės ir kitų aplinkos veiksnių įtaka augimui ir augimui. Mėnesio orų apžvalga, 48(7), 415-415.
  4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Arabidopsio ir ryžių fotoperiodinio žydėjimo atsako molekulinis pagrindas. Augalų fiziologija, 135(2), 677-84.
  5. Džeksonas, S. D. (2009). Augalų atsakas į fotoperiodą. Naujas fitologas, 181(3), 517-531.
  6. Lee, B. D., Cha, J. Y., Kim, M.R., Paek, N. C., ir Kim, W.Y. (2018). Fotoperiodo jutiklių sistema, skirta augalų žydėjimo laiko nustatymui. BMB ataskaitas, 51(4), 163-164.
  7. Romero, J. M., ir Valverde, F. (2009). Evoliuciškai konservuoti fotoperiodų mechanizmai augaluose: kada atsirado augalų fotoperiodinis signalizavimas?. Augalų signalizacija ir elgesys, 4(7), 642-4.
  8. Saunders, D. (2008). Vabzdžių ir kitų gyvūnų fotoperiodizmas. Į Fotobiologija (p. 389-416). Springer, Niujorkas, NY.
  9. Walton, J.C., Weil, Z. M., ir Nelsonas, R.J. (2010). Fotoperiodo įtaka hormonams, elgesiui ir imuninei funkcijai. Neuroendokrinologijos sienos, 32(3), 303-19.