Photoperiod dalam tumbuh-tumbuhan dan haiwan



The photoperiod Ia adalah jumlah cahaya dan kegelapan dalam kitaran 24 jam. Di zon khatulistiwa - di mana latitud mengambil nilai sifar - ia tetap dan saksama, dengan 12 jam cahaya dan 12 jam kegelapan.

Respons terhadap photoperiod adalah fenomena biologi di mana organisme mengubah suai beberapa ciri mereka - pembiakan, pertumbuhan, tingkah laku - bergantung kepada variasi cahaya, musim dan kitaran solar.

Secara umumnya, photoperiod biasanya dikaji dalam tumbuhan. Matlamatnya adalah untuk memahami bagaimana variasi dalam parameter pencahayaan mengubah suai percambahan, metabolisme, pengeluaran bunga, selang dorman tunas, atau ciri lain.

Terima kasih kepada kehadiran pigmen khas, dipanggil phytochromes, tumbuh-tumbuhan dapat mengesan perubahan persekitaran yang berlaku di persekitaran mereka.

Menurut bukti, perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh bilangan jam yang diterima. Sebagai contoh, di negara-negara yang mempunyai musim bertanda, pokok-pokok cenderung mengurangkan pertumbuhan mereka pada musim gugur, di mana fotoperiod menjadi lebih pendek.

Fenomena ini meluas kepada ahli-ahli kerajaan haiwan. Photoperiod dapat mempengaruhi pembiakan dan kelakuannya.

Photoperiod itu ditemui pada tahun 1920 oleh Garner dan Allard. Para penyelidik menunjukkan bahawa beberapa tumbuh-tumbuhan mengubah suai pembungaan mereka sebagai tindak balas terhadap perubahan dalam panjang hari.

Indeks

  • 1 Mengapa photoperiod berlaku?
  • 2 Kelebihan menanggapi photoperiod
  • 3 Photoperiod dalam tumbuhan
    • 3.1 Berbunga
    • 3.2 Hari-hari yang panjang dan hari-hari pendek
    • 3.3 Latihan
    • 3.4 Gabungan dengan faktor persekitaran yang lain
  • 4 Photoperiod dalam haiwan
  • 5 Rujukan

Kenapa photoperiod berlaku?

Apabila kita berpindah dari kawasan ini, masa cahaya dan gelap berubah sebagai tindak balas terhadap kecondongan paksi bumi ke arah matahari.

Apabila kita bergerak dari khatulistiwa ke mana-mana kutub, perbezaan antara cahaya dan gelap lebih jelas - terutamanya di kutub, di mana kita dapati 24 jam cahaya atau kegelapan, bergantung pada masa tahun.

Di samping itu, putaran tahunan bumi di sekitar matahari menyebabkan fotoperiod berubah sepanjang tahun (dengan pengecualian khatulistiwa). Dengan cara ini, hari lebih lama di musim panas dan lebih pendek di musim sejuk.

Kelebihan menanggapi photoperiod

Keupayaan untuk menyelaraskan proses pembangunan tertentu dengan masa tertentu di mana terdapat kebarangkalian yang tinggi bahawa keadaan akan lebih baik memberikan sejumlah kelebihan. Ini berlaku dalam tumbuh-tumbuhan, haiwan, dan juga dalam kulat tertentu.

Bagi organisma, ia adalah berfaedah untuk menghasilkan semula pada masa-masa tahun di mana juvana tidak perlu menghadapi keadaan ekstrim musim sejuk. Ini, sememangnya, akan meningkatkan kelangsungan hidup anak-anak, memberikan kelebihan penyesuaian yang jelas kepada kumpulan.

Dengan kata lain, mekanisme pemilihan semula jadi akan memihak kepada penyebaran fenomena ini dalam organisma yang telah memperoleh mekanisme yang membolehkan mereka untuk menyelidik alam sekitar dan bertindak balas terhadap perubahan dalam photoperiod..

Photoperiod dalam tumbuhan

Dalam tumbuh-tumbuhan, tempoh hari telah menandakan kesan pada banyak fungsi biologinya. Selanjutnya kita akan menerangkan proses utama yang dipengaruhi oleh panjang siang dan malam:

Berbunga

Secara sejarah, tumbuhan telah diklasifikasikan ke dalam tumbuhan lama, pendek, atau neutral. Mekanisme tumbuhan untuk pengukuran rangsangan ini sangat canggih.

Pada masa ini, telah ditentukan bahawa protein yang dipanggil CONSTANS mempunyai peranan penting dalam berbunga, diaktifkan kepada protein kecil lain yang bergerak melalui ikatan vaskular dan mengaktifkan program pembangunan dalam meristem pembiakan dan mendorong pengeluaran bunga.

Tumbuhan dengan hari-hari yang panjang dan hari-hari pendek

Tumbuhan lama hari berkembang lebih cepat hanya apabila pendedahan kepada cahaya berlangsung beberapa jam tertentu. Dalam jenis tumbuhan ini, bunga tidak akan berlaku jika tempoh tempoh gelap melebihi nilai tertentu. Ini "nilai kritikal" cahaya berbeza-beza bergantung kepada spesies.

Jenis tumbuhan ini mekar pada musim bunga, atau awal musim panas, di mana nilai cahaya memenuhi keperluan minimum. Lobak, lettuce dan lily diklasifikasikan dalam kategori ini.

Sebaliknya, tumbuh-tumbuhan jangka pendek memerlukan pendedahan cahaya yang lebih rendah. Sebagai contoh, beberapa tumbuhan yang mekar pada akhir musim panas, pada musim gugur atau musim sejuk, adalah hari-hari pendek. Ini termasuk krisan, bunga atau bintang Krismas dan beberapa jenis soya.

Latency

Negeri latensi berguna untuk tumbuh-tumbuhan, kerana ia membolehkan mereka menghadapi keadaan alam sekitar yang tidak mencukupi. Sebagai contoh, tumbuhan yang tinggal di latitud utara menggunakan pengurangan tempoh hari pada musim gugur sebagai amaran sejuk.

Dengan cara ini, mereka boleh mengembangkan keadaan dorman yang akan membantu mereka menghadapi suhu beku yang akan datang.

Dalam kes hati, mereka dapat bertahan di padang pasir kerana mereka menggunakan hari-hari yang panjang sebagai isyarat untuk memasuki dorman semasa tempoh yang gersang.

Gabungan dengan faktor persekitaran yang lain

Ramai kali respons tumbuhan tidak ditentukan oleh satu faktor persekitaran. Di samping tempoh cahaya, suhu, sinaran suria dan kepekatan nitrogen sering menentukan faktor dalam pembangunan.

Contohnya, dalam tumbuhan spesies Hyoscyamus niger proses berbunga tidak akan berlaku jika ia tidak mematuhi kehendak fotoperiod, dan di samping itu, vernalization (jumlah minimum yang diperlukan sejuk).

Photoperiod dalam haiwan

Seperti yang kita lihat, tempoh siang dan malam membolehkan haiwan menyegerakkan peringkat pembiakan mereka dengan musim yang baik pada tahun ini..

Mamalia dan burung biasanya membiak pada musim bunga, sebagai tindak balas kepada pemanjangan hari, dan serangga cenderung menjadi larva pada musim gugur, apabila hari-hari semakin pendek. Maklumat mengenai respon terhadap photoperiod dalam ikan, amfibia dan reptilia adalah terhad.

Dalam haiwan, kawalan fotoperiod kebanyakannya hormon. Fenomena ini dimediasi oleh rembesan melatonin dalam kelenjar pineal, yang sangat dihalang oleh kehadiran cahaya.

Rembesan hormon lebih besar dalam tempoh kegelapan. Oleh itu, isyarat photoperiod diterjemahkan ke dalam rembesan melatonin.

Hormon ini bertanggungjawab untuk mengaktifkan reseptor tertentu yang terletak di otak dan kelenjar pituitari yang mengawal irama pembiakan, berat badan, hibernasi dan penghijrahan..

Pengetahuan mengenai respon haiwan terhadap perubahan dalam photoperiod telah berguna untuk manusia. Sebagai contoh, dalam ternakan, pelbagai kajian berusaha memahami bagaimana pengeluaran susu terjejas. Setakat ini telah disahkan bahawa hari-hari panjang meningkatkan pengeluaran ini.

Rujukan

  1. Campbell, N. A. (2001). Biologi: Konsep dan hubungan. Pendidikan Pearson.
  2. Dahl, G.E, Buchanan, B.A., & Tucker, H.A. (2000). Kesan Photoperiodic pada Lembu Tenusu: Kajian. Jurnal sains tenusu, 83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Kesan panjang relatif siang dan malam dan faktor-faktor lain dalam alam sekitar terhadap pertumbuhan dan pembiakan semula dalam tumbuh-tumbuhan. Kajian Cuaca Bulanan, 48(7), 415-415.
  4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Dasar molekul kepelbagaian dalam respon berbunga photoperiodic Arabidopsis dan beras. Fisiologi tumbuhan, 135(2), 677-84.
  5. Jackson, S. D. (2009). Respons tumbuhan kepada photoperiod. Ahli Phytologikal Baru, 181(3), 517-531.
  6. Lee, B. D., Cha, J. Y., Kim, M.R., Paek, N.C., & Kim, W.Y. (2018). Sistem penderiaan Photoperiod untuk masa berbunga di dalam tumbuhan. Laporan BMB, 51(4), 163-164.
  7. Romero, J. M., & Valverde, F. (2009). Secara mekanik memelihara mekanisme fotoperiod dalam tumbuhan: apabila tanam photoperiodic tumbuhan muncul?. Isyarat & tingkah laku tumbuhan, 4(7), 642-4.
  8. Saunders, D. (2008). Photoperiodisme dalam serangga dan haiwan lain. In Photobiology (ms 389-416). Springer, New York, NY.
  9. Walton, J.C., Weil, Z. M., & Nelson, R.J. (2010). Pengaruh photoperiod pada hormon, kelakuan, dan fungsi imun. Perbatasan dalam neuroendokrinologi, 32(3), 303-19.