Fotoperiodo

Rappresentazione schematica del fotoperiodo e della fioritura nelle piante di breve giornata. Fonte: Earthragon, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Cos'è il fotoperiodo?

Lui Fotoperiodo È la quantità di luce e buio in un ciclo di 24 ore. Nell'area dell'Ecuador - dove latitudine prende un valore zero - è costante ed equa, con 12 ore di luce e 12 oscurità.

La risposta al fotoperiodo è un fenomeno biologico in cui gli organismi modificano alcune delle sue caratteristiche - riproduzione, crescita, comportamento - a seconda della variazione della luce, delle stazioni e del ciclo solare.

Generalmente, il fotoperiodo è generalmente studiato nelle piante. Cerca di capire come le variazioni del parametro di illuminazione modificano la germinazione, il metabolismo, la produzione di fiori, l'intervallo della dormienza del tuorlo o altre caratteristiche.

Grazie alla presenza di pigmenti speciali, chiamati fitocromi, le piante sono in grado di rilevare i cambiamenti ambientali che si verificano nel loro ambiente.

Secondo le prove, lo sviluppo delle piante è influenzato dal numero di ore di luce ricevuta. Ad esempio, nei paesi con stazioni marcate, gli alberi tendono a ridurre la loro crescita in tempi autunnali, dove il fotoperiodo diventa più breve.

Il fenomeno si estende ai membri del regno animale. Il fotoperiodo è in grado di influenzare la sua riproduzione e comportamento.

Il fotoperiodo fu scoperto nel 1920 da Garner e Allard. Questi ricercatori hanno dimostrato che alcune piante modificano la loro fioritura in risposta ai cambiamenti nella durata della giornata.

Perché il fotoperiodo accade?

Mentre ci allontaniamo dalla zona equatoriale, i tempi di luce e buio vengono modificati in risposta all'inclinazione dell'asse terrestre verso il sole.

Quando avanziamo dall'Ecuador a uno qualsiasi dei poli, le differenze tra luce e buio sono più marcate, in particolare ai poli, dove troviamo 24 ore di luce o buio, a seconda del periodo dell'anno-.

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Inoltre, la rotazione annuale della terra intorno al sole provoca il cambiamento del fotoperiodo durante tutto l'anno (ad eccezione dell'Ecuador). In questo modo, i giorni sono più lunghi in estate e più corti in inverno.

Vantaggi della risposta al fotoperiodo

La capacità di coordinare determinati processi di sviluppo con un determinato periodo dell'anno in cui vi sono elevate probabilità che le condizioni saranno più favorevoli conferiscono una serie di vantaggi. Ciò si verifica in piante, animali e in alcuni funghi.

Per gli organismi è vantaggioso riprodursi nei periodi dell'anno in cui i giovani non devono affrontare le condizioni invernali estreme. Ciò aumenterà senza dubbio la sopravvivenza della prole, fornendo un chiaro vantaggio adattivo al gruppo.

In altre parole, il meccanismo di selezione naturale favorirà la diffusione di questo fenomeno negli organismi che hanno acquisito meccanismi che consentono loro di sondare l'ambiente e rispondere ai cambiamenti del fotoperiodo.

Fotoperiodo nelle piante

Nelle piante, la durata dei giorni ha segnato effetti su molte delle sue funzioni biologiche. Successivamente descriveremo i processi principali che sono influenzati dalla durata del giorno e della notte:

Fioritura

Storicamente, le piante sono state classificate in piante di lunghe giorni, brevi o neutrali. I meccanismi delle piante per la misurazione di questi stimoli sono molto sofisticati.

Attualmente, è stato determinato che una proteina chiamata Costans ha un ruolo significativo nella fioritura, attivata in un'altra piccola proteina che si muove da raggi vascolari e attiva un programma di sviluppo in un meristema riproduttivo e induce la produzione di fiori.

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Giorni lunghi e brevi giorni

Le piante di lunghe giornate fioriscono più velocemente solo quando l'esposizione alla luce dura diverse ore. In questo tipo di piante, la fioritura non si verificherà se la durata del periodo oscuro supera un valore particolare. Questo "valore critico" della luce varia a seconda della specie.

Questi tipi di piante prosperano durante la primavera o all'inizio dell'estate, dove il valore leggero soddisfa il requisito minimo. Il ravanello, la lattuga e il giglio sono classificati all'interno di questa categoria.

Al contrario, le piante di breve giornata richiedono mostre leggere minori. Ad esempio, alcune piante che fioriscono alla fine dell'estate, in autunno o in inverno, sono giorni brevi. Tra questi spiccano i crisantemi, il fiore di Natale o la stella e alcune varietà di soia.

Latenza

Gli stati di latenza sono utili per le piante, poiché consente loro di affrontare condizioni ambientali sfavorevoli. Ad esempio, le piante che vivono nelle latitudini settentrionali usano la riduzione della durata della giornata in autunno come avvertimento freddo.

In questo modo, possono sviluppare uno stato di latenza che li aiuterà a far fronte.

Nel caso del fegato.

Combinazione con altri fattori ambientali

Molte volte, la risposta della pianta non è determinata da un singolo fattore ambientale. Oltre alla durata della luce, la temperatura, le radiazioni solari e le concentrazioni di azoto sono generalmente fattori decisivi nel loro sviluppo.

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Ad esempio, nelle piante della specie HyOScyamus Niger Il processo di fioritura non si verificherà se non soddisfa i requisiti del fotoperiodo e, inoltre, la vernalizzazione (quantità minima di freddo richiesto).

Fotoperiodo negli animali

Come abbiamo visto, la durata del giorno e della notte consente agli animali di sincronizzare le loro fasi riproduttive con anni favorevoli dell'anno.

I mammiferi e gli uccelli di solito giocano. Le informazioni relative alla risposta al fotoperiodo in pesci, anfibi e rettili sono limitate.

Negli animali, il controllo del fotoperiodo è per lo più ormonale. Questo fenomeno è mediato dalla secrezione di melatonina nella ghiandola pineale, che è fortemente inibita dalla presenza di luce.

La secrezione ormonale è maggiore nei periodi di oscurità. Pertanto, i segni del fotoperiodo sono tradotti in secrezione di melatonina.

Questo ormone è responsabile dell'attivazione di recettori specifici situati nel cervello e nella ghiandola pituitaria, che regolano i ritmi di riproduzione, peso corporeo, letargo e migrazione.

La conoscenza della risposta degli animali ai cambiamenti nel fotoperiodo è stata utile per l'essere umano. Ad esempio, nel bestiame, vari studi cercano di capire come è influenzata la produzione di latte. Finora è stato confermato che lunghi giorni aumentano questa produzione.

Riferimenti

1. Campbell, n. A. Biologia: concetti e relazioni. Pearson Education.
2. Jackson, s. D. Responsione della pianta al fotoperiodo. Nuovo fitologo.