VALOKUVAJAKSO: KASVEISSA JA ELÄIMISSÄ - BIOLOGIA - 2026

Valoisa aika on valon määrä ja pimeässä 24 tunnin ajan. Päiväntasaajan alueella - missä leveysaste on nollan arvo -, se on vakio ja tasapuolinen 12 tunnin valon ja 12 tunnin pimeyden kanssa.

Vaste fotojaksolle on biologinen ilmiö, jossa organismit muuttavat joitain ominaisuuksistaan ​​- lisääntymiseen, kasvuun, käyttäytymiseen - valon vaihtelusta, vuodenaikoista ja aurinkosyklistä riippuen.

Valokuvajakso vaikuttaa siementen itävyyteen. Lähde: pixabay.com

Yleensä valokuvajaksoa tutkitaan yleensä kasveissa. Sillä pyritään ymmärtämään, kuinka valaistusparametrien variaatiot muuttavat itävyyttä, aineenvaihduntaa, kukkatuotantoa, silmujen lepotilan aikaväliä tai muita ominaisuuksia.

Erityisten kasviproomeiksi kutsuttujen pigmenttien ansiosta kasvit kykenevät havaitsemaan ympäristössään tapahtuvat ympäristömuutokset.

Todisteiden mukaan vastaanotettujen tuntien määrä vaikuttaa kasvien kehitykseen. Esimerkiksi maissa, joissa on huomattavia vuodenaikoja, puilla on tapana hidastua syksyisin, jolloin valokuvajakso on lyhyempi.

Ilmiö ulottuu eläinkunnan jäseniin. Valokuvajakso voi vaikuttaa sen lisääntymiseen ja käyttäytymiseen.

Kuvakauden löysivät Garner ja Allard vuonna 1920. Nämä tutkijat osoittivat, että jotkut kasvit modifioivat kukintaansa vastauksena päivänpituuden muutoksiin.

Miksi valokuvajakso esiintyy?

Kun siirrymme pois tältä alueelta, valon ja pimeyden ajat muuttuvat vastauksena maan akselin kallistumiseen aurinkoa kohti.

Kun siirrymme päiväntasaajasta jompaan kumpaan pylväästä, vaalean ja pimeän erot ovat selvempiä - etenkin pylväillä, joissa on 24 tuntia valoa tai pimeyttä, vuodenajasta riippuen.

Lisäksi maapallon vuotuinen pyöriminen auringon ympäri aiheuttaa fotojakson muutoksen koko vuoden ajan (päiväntasaajaa lukuun ottamatta). Päivät ovat siis kesällä pidempiä ja talvella lyhyempiä.

Valokuvajaksoon vastaamisen edut

Mahdollisuus koordinoida tiettyjä kehitysprosesseja tietyn vuoden ajan kanssa, kun on suuri todennäköisyys, että olosuhteet ovat suotuisammat, antaa useita etuja. Tätä esiintyy kasveissa, eläimissä ja jopa tietyissä sienissä.

Organismeille on edullista lisääntyä vuodenaikoina, jolloin nuorten ei tarvitse kohdata talven ääriolosuhteita. Tämä epäilemättä lisää jälkeläisten selviytymistä tarjoamalla selkeän mukautuvan edun ryhmälle.

Toisin sanoen luonnollisen valinnan mekanismi suosii tämän ilmiön leviämistä organismeihin, jotka ovat hankkineet mekanismeja, jotka antavat niille mahdollisuuden koettaa ympäristöä ja reagoida valokuvajakson muutoksiin.

Photoperiod kasveissa

Kasveissa päivien pituudella on huomattavia vaikutuksia moniin niiden biologisiin toimintoihin. Seuraavaksi kuvaamme tärkeimmät prosessit, joihin päivä- ja yöpituus vaikuttaa:

Kukinta

Historiallisesti kasvit on luokiteltu pitkän päivän, lyhyen päivän tai neutraaliksi kasveksi. Kasvien mekanismit näiden ärsykkeiden mittaamiseksi ovat erittäin hienostuneita.

Tällä hetkellä on määritetty, että CONSTANS-nimäisellä proteiinilla on merkittävä rooli kukinnassa, se aktivoituu toiseksi pieneksi proteiiniksi, joka liikkuu verisuonen kimppujen läpi ja aktivoi kehitysohjelman lisääntymismeristemissä ja indusoi kukinnan tuotantoa.

Pitkän ja lyhyen päivän kasvit

Pitkän päivän kasvit kukkivat nopeammin vain silloin, kun altistuminen valolle kestää useita tunteja. Tämän tyyppisissä kasveissa kukintaa ei tapahdu, jos pimeän ajan kesto ylittää tietyn arvon. Tämä valon "kriittinen arvo" vaihtelee lajista riippuen.

Tämäntyyppiset kasvit kukkivat kevään tai alkukesän aikana, kun vaaleusarvo täyttää vähimmäisvaatimukset. Retiisi, salaatti ja lilja luokitellaan tähän luokkaan.

Sitä vastoin lyhyen päivän kasvit vaativat alhaisempaa valotusta. Esimerkiksi jotkut kasvit, jotka kukkivat loppukesällä, syksyllä tai talvella, ovat lyhyitä. Näistä erottuvat krysanteemit, joulukukka tai tähti ja jotkut soijalajikkeet.

Viive

Viivetilat ovat hyödyllisiä kasveille, koska ne antavat niiden selviytyä epäsuotuisista ympäristöolosuhteista. Esimerkiksi pohjoisilla leveysasteilla elävät kasvit käyttävät lyhennettyä päivän pituutta syksyllä varoituksena kylmästä.

Tällä tavalla he voivat kehittää lepotilan, joka auttaa heitä selviämään tulevissa jäätymislämpötiloissa.

Maksanvalmistuksessa ne voivat selviytyä autiomaassa, koska ne käyttävät pitkiä päiviä signaalina menemään lepotilaan kuivilla ajanjaksoilla.

Yhdistelmä muiden ympäristötekijöiden kanssa

Monta kertaa laitoksen vastetta ei määritä yksi ympäristötekijä. Valon keston lisäksi lämpötila, auringon säteily ja typpipitoisuudet ovat yleensä ratkaisevia tekijöitä kehityksessä.

Esimerkiksi Hyoscyamus niger -lajin kasveissa kukintaprosessia ei tapahdu, jos se ei täytä valokuvajakson vaatimuksia, eikä myöskään vernalisaatiota (vaadittava vähimmäismäärä kylmää).

Valokuvajakso eläimissä

Kuten näimme, päivän ja yön pituus antaa eläimille mahdollisuuden synkronoida lisääntymisvaiheensa suotuisien vuodenaikojen kanssa.

Nisäkkäät ja linnut lisääntyvät yleensä keväällä vasteena päivien pidentymiseen, ja hyönteiset muuttuvat toukkiksi yleensä syksyllä, kun päivät lyhenevät. Tietoja kalavarojen, sammakkoeläinten ja matelijoiden reagoinnista valokauteen on rajoitetusti.

Eläimissä fotojakson hallinta on enimmäkseen hormonaalista. Tätä ilmiötä välittää melatoniinin erittyminen käpyrauhaan, jota valo estää voimakkaasti.

Hormonaalinen eritys on suurempi pimeyden aikana. Siten fotojaksosignaalit muunnetaan melatoniinin eritykseksi.

Tämän hormonin tehtävänä on aktivoida aivoissa ja aivolisäkkeessä sijaitsevat spesifiset reseptorit, jotka säätelevät lisääntymisrytmiä, kehon painoa, lepotilaa ja muuttoa.

Tiedot eläinten reagoinnista valokuvajakson muutoksiin on ollut hyödyllistä ihmiselle. Esimerkiksi karjataloudessa erilaisilla tutkimuksilla pyritään ymmärtämään maidontuotantoa. Toistaiseksi on vahvistettu, että pitkät päivät lisäävät mainittua tuotantoa.

Viitteet

1. Campbell, NA (2001). Biologia: Käsitteet ja suhteet. Pearson koulutus.
2. Dahl, GE, Buchanan, BA, ja Tucker, HA (2000). Fotoperiodiset vaikutukset lypsylehmiin: Katsaus. Journal of Dairy Science, 83 (4), 885 - 893.
3. Garner, WW, ja Allard, HA (1920). Päivän ja yön suhteellisen pituuden ja muiden ympäristötekijöiden vaikutus kasvien kasvuun ja lisääntymiseen. Kuukauden sääkatsaus, 48 ​​(7), 415-415.
4. Hayama, R., ja Coupland, G. (2004). Arabidopsis'n ja riisin fotoperiodisten kukintavasteiden monimuotoisuuden molekyylipohja. Kasvien fysiologia, 135 (2), 677-84.
5. Jackson, SD (2009). Kasvien vasteet valokuvajaksolle. Uusi fytologi, 181 (3), 517-531.
6. Lee, BD, Cha, JY, Kim, MR, Paek, NC, ja Kim, WY (2018). Photoperiod-tunnistusjärjestelmä kasvien kukinnan ajoittamiseksi. BMB-raportit, 51 (4), 163 - 164.
7. Romero, JM, ja Valverde, F. (2009). Kasvien evoluuttisesti konservoituneet fotojaksomekanismit: milloin kasvien fotoperiodiset signaloinnit ilmestyivät? Kasvien merkinanto ja käyttäytyminen, 4 (7), 642-4.
8. Saunders, D. (2008). Hyönteisten ja muiden eläinten fotoperiodismi. Julkaisussa Photobiology (sivut 389-416). Springer, New York, NY.
9. Walton, JC, Weil, ZM ja Nelson, RJ (2010). Valokuukauden vaikutus hormoneihin, käyttäytymiseen ja immuunitoimintoihin. Neuroendokrinologian rajat, 32 (3), 303-19.