Fotoperiods augos un dzīvniekos



The fotoperiods Tas ir gaismas un tumsas daudzums 24 stundu ciklā. Ekvatora zonā, kur platums aizņem nulles vērtību, tas ir nemainīgs un taisnīgs, ar 12 stundu gaismu un 12 stundu tumsu.

Atbilde uz fotoperiodu ir bioloģiska parādība, kurā organismi maina dažus to raksturlielumus - vairošanos, augšanu, uzvedību - atkarībā no gaismas, gadalaiku un saules cikla izmaiņām..

Parasti fotoperiods parasti tiek pētīts augos. Mērķis ir saprast, kā svārstības apgaismojuma parametrā maina dīgtspēju, vielmaiņu, ziedu ražošanu, pumpuru miera periodu vai citu raksturlielumu..

Pateicoties īpašiem pigmentiem, ko sauc par phytochromes, augi spēj atklāt vides izmaiņas, kas rodas to vidē.

Saskaņā ar pierādījumiem augu attīstību ietekmē saņemto stundu skaits. Piemēram, valstīs ar iezīmētām sezonām koki parasti samazina augšanu rudenī, kad fotoperiods kļūst īsāks.

Šī parādība attiecas uz dzīvnieku valstības locekļiem. Fotoperiods spēj ietekmēt tā reproducēšanu un uzvedību.

Fotoperiodu 1920. gadā atklāja Garner un Allard. Šie pētnieki parādīja, ka daži augi maina savu ziedēšanu, reaģējot uz izmaiņām dienas garumā.

Indekss

  • 1 Kāpēc notiek fotoperiods?
  • 2 Priekšrocības reaģēt uz fotoperiodu
  • 3 Fotoperiods augos
    • 3.1 Ziedēšana
    • 3.2. Garās dienas un īsās dienas augi
    • 3.3. Latentums
    • 3.4. Kombinācija ar citiem vides faktoriem
  • 4 Fotoperiods dzīvniekiem
  • 5 Atsauces

Kāpēc notiek fotoperiods?

Pārejot no šīs teritorijas, gaismas un tumšie laiki mainās, reaģējot uz zemes ass slīpumu pret sauli.

Pārvietojoties no ekvatora uz kādu no poliem, atšķirības starp gaišo un tumšo ir daudz izteiktākas - īpaši pie stabiem, kur mēs atrodam 24 stundu gaismu vai tumsu atkarībā no gada laika..

Turklāt ikgadējā zemes rotācija ap sauli izraisa fotoperioda maiņu visa gada garumā (izņemot ekvatoru). Šādā veidā dienas vasarā ir garākas un ziemā īsākas.

Priekšrocības reaģēt uz fotoperiodu

Spēja koordinēt noteiktus attīstības procesus ar konkrētu gadalaiku, kad pastāv lielas varbūtības, ka apstākļi būs labvēlīgāki, dod vairākas priekšrocības. Tas notiek augos, dzīvniekos un pat dažās sēnēs.

Organismiem ir izdevīgi reproducēt gada laikā, kad nepilngadīgajiem nav jātiek galā ar ekstremāliem ziemas apstākļiem. Tas, bez šaubām, palielinās pēcnācēju izdzīvošanu, nodrošinot skaidru adaptīvo priekšrocību grupai.

Citiem vārdiem sakot, dabiskās atlases mehānisms veicinās šīs parādības izplatīšanos organismos, kuri ir ieguvuši mehānismus, kas ļauj tiem pārbaudīt vidi un reaģēt uz izmaiņām fotoperiodā..

Fotoperiods augos

Augos dienām ir ievērojama ietekme uz daudzām tās bioloģiskajām funkcijām. Tālāk mēs aprakstīsim galvenos procesus, kurus ietekmē dienas un nakts garums:

Ziedēšana

Vēsturiski augi ir iedalīti ilgos, īsos vai neitrālos augos. Augu mehānismi šo stimulu mērīšanai ir ļoti sarežģīti.

Pašlaik ir noskaidrots, ka proteīnam, ko sauc par CONSTANS, ir nozīmīga loma ziedēšanas procesā, aktivizējas uz citu nelielu olbaltumvielu, kas pārvietojas caur asinsvadu saišķiem un aktivizē attīstības programmu reproduktīvajā meristēmā un veicina ziedu ražošanu..

Augi ar garām dienām un īsām dienām

Ilgstoši augi zied ātrāk tikai tad, ja gaismas iedarbība ilgst noteiktu stundu skaitu. Šāda veida augos ziedēšana nenotiks, ja tumšā perioda ilgums pārsniedz noteiktu vērtību. Šī gaismas kritiskā vērtība ir atkarīga no sugas.

Šāda veida augi zied pavasarī vai vasaras sākumā, kur gaismas vērtība atbilst minimālajām prasībām. Redīsi, salāti un lilija tiek klasificēti šajā kategorijā.

Turpretim īstermiņa augiem ir nepieciešami zemāki gaismas avoti. Piemēram, daži augi, kas zied vasaras beigās, rudenī vai ziemā, ir īsas dienas. Tie ietver krizantēmas, ziedu vai Ziemassvētku zvaigzni un dažas sojas šķirnes.

Latentums

Latentuma stāvokļi ir noderīgi augiem, jo ​​tas ļauj viņiem saskarties ar nelabvēlīgiem vides apstākļiem. Piemēram, augi, kas dzīvo ziemeļu platuma grādos, rudenī samazina dienas ilgumu kā brīdinājumu par aukstumu.

Tādā veidā viņi var attīstīt miera stāvokli, kas palīdzēs viņiem tikt galā ar sasalšanas temperatūru, kas nāk.

Aknu vingrinājumu gadījumā viņi var izdzīvot tuksnesī, jo viņi izmanto garas dienas kā signālu, lai nokļūtu mierīgā periodā sausos periodos.

Kombinācija ar citiem vides faktoriem

Daudzas reizes iekārtas reakciju nenosaka viens vides faktors. Papildus gaismas, temperatūras, saules starojuma un slāpekļa koncentrācijai bieži vien ir izšķiroši faktori attīstībā.

Piemēram, sugas augos Hyoscyamus niger ziedēšanas process nenotiks, ja tas neatbilst fotoperioda prasībām, turklāt vernalizācija (minimālais aukstuma daudzums).

Fotoperiods dzīvniekiem

Kā mēs redzējām, dienas un nakts ilgums ļauj dzīvniekiem sinhronizēt reproduktīvos posmus ar labiem gadalaikos..

Zīdītāji un putni parasti pavairojas pavasarī, reaģējot uz dienu pagarināšanos, un kukaiņi mēdz kļūt par kāpuriem rudenī, kad dienas saīsinās. Informācija par reakciju uz fotoperiodu zivīs, abiniekos un rāpuļos ir ierobežota.

Dzīvniekiem fotoperioda kontrole galvenokārt ir hormonāla. Šo parādību ietekmē melatonīna sekrēcija dzimumlocekļa dziedzerī, ko spēcīgi nomāc gaismas klātbūtne..

Hormonu sekrēcija ir lielāka tumsas periodos. Tādējādi fotoperioda signāli tiek pārvērsti melatonīna sekrēcijā.

Šis hormons ir atbildīgs par specifisku receptoru aktivizēšanu smadzenēs un hipofīzes, kas regulē vairošanās, ķermeņa svara, hibernācijas un migrācijas ritmus..

Cilvēkam ir noderīgas zināšanas par dzīvnieku reakciju uz fotoperioda izmaiņām. Piemēram, lopkopībā dažādos pētījumos tiek mēģināts saprast, kā tas ietekmē piena ražošanu. Līdz šim ir apstiprināts, ka ilgstošās dienas palielina šo produkciju.

Atsauces

  1. Campbell, N. A. (2001). Bioloģija: jēdzieni un attiecības. Pearson Education.
  2. Dahl, G.E., Buchanan, B.A. & Tucker, H.A. (2000). Fotoperiodiskie efekti uz piena liellopiem: pārskats. Piena zinātnes žurnāls, 83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Dienas un nakts relatīvā garuma un citu vides faktoru ietekme uz augšanu un vairošanos augos. Mēneša laika pārskats, 48(7), 415-415.
  4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Arabidopsis un rīsu fotoperiodisko ziedēšanas reakciju molekulārais pamats. Augu fizioloģija, 135(2), 677-84.
  5. Džeksons, S. D. (2009). Atbildēt uz fotoperiodu. Jauns fitologs, 181(3), 517-531.
  6. Lee, B. D., Cha, J. Y., Kim, M.R., Paek, N.C. & Kim, W.Y. (2018). Fotoperiodu noteikšanas sistēma augu ziedēšanas laikam. BMB ziņojumi, 51(4), 163-164.
  7. Romero, J. M., un Valverde, F. (2009). Evolucionāli konservēti fotoperioda mehānismi augos: kad parādās augu fotoperiodiskais signalizācija?. Augu signalizācija un uzvedība, 4(7), 642-4.
  8. Saunders, D. (2008). Fotoperiodisms kukaiņiem un citiem dzīvniekiem. In Fotobioloģija (p. 389-416). Springer, Ņujorka, NY.
  9. Walton, J.C., Weil, Z. M., un Nelsons, R.J. (2010). Fotoperioda ietekme uz hormoniem, uzvedību un imūnsistēmu. Neuroendokrinoloģijas robežas, 32(3), 303-19.