Przeczytaj
Fotoperiodyzm
Większość obszarów na Ziemi, poza okolicą równika, charakteryzuje się zmienną długością dnia i nocy. Zmiana proporcji okresów ciemności i światła jest jednym z bodźców, które powodują przejście rośliny ze stadium wegetatywnego do stadium generatywnego. Oznacza to, że wydłużenie bądź skrócenie dnia zapoczątkowuje kwitnienie. Fizjologiczne reakcje roślin na zmiany długości dnia i nocy zwane są fotoperiodyzmem.
Różne gatunki roślin reagują w odmienny sposób na zmiany długości okresów światła i ciemności. W odniesieniu do czasu oświetlenia inicjującego kwitnienie dzieli się je na rośliny dnia krótkiego (ang. short‑day plants, SDP), rośliny dnia długiego (ang. long‑day plants, LDP) oraz rośliny fotoperiodycznie obojętne (ang. day‑neutral plants, DNP).
Rośliny dnia krótkiego
Rośliny dnia krótkiego są zdolne do kwitnienia wtedy, gdy przeważa okres ciemności, czyli gdy czas oświetlenia w rytmie dobowym jest krótszy niż krytyczna wartość. Typowo takie rośliny zakwitają, kiedy czas oświetlenia (długość dnia) jest krótszy niż 12 godzin. Rośliny dnia krótkiego potrzebują więc do kwitnienia bodźca w postaci długiego, nieprzerwanego okresu ciemności.
Przykłady roślin dnia krótkiego
Rośliny dnia długiego
Rośliny dnia długiego do indukcji kwitnienia potrzebują okresu światła, który w ciągu doby przekracza krytyczną wartość. Typowo zakwitają one wtedy, gdy czas oświetlenia (długość dnia) przekracza 12 godzin.
Rośliny dnia długiego mogą kwitnąć także w warunkach nieprzerwanego oświetlenia.
Przykłady roślin dnia długiego
Rośliny fotoperiodycznie obojętne
Istnieją gatunki roślin, które są niewrażliwe na zmiany długości dnia i nocy, dlatego kwitnienie nie jest u nich inicjowane zmianami fotoperiodufotoperiodu. Rośliny fotoperiodycznie obojętne kwitną przede wszystkim po osiągnięciu pewnego wieku lub odpowiedniej wielkości.
Przykłady roślin fotoperiodycznie obojętnych
Reakcje na zmiany fotoperiodu
Fizjologiczna aktywność roślin w dużym stopniu zależy od rytmicznych zmian oświetlenia środowiska zewnętrznego – motorem zegara biologicznego roślin jest odpowiednio długi okres ciemności. Aktywność ta utrzymuje się także w stworzonych sztucznie stałych warunkach oświetleniowych, co wskazuje, że reakcja fotoperiodyczna ma charakter endogenny. W jaki sposób rośliny „odczytują” zmiany długości dnia i nocy? W liściach znajdują się specjalne receptoryreceptory, nazywane fotoreceptorami. Jednym z nich jest fitochromfitochrom, dzięki któremu rośliny mogą odbierać z otoczenia informacje o długości okresu światła i ciemności.
Fitochrom występuje w dwóch formach: PIndeks dolny rr i PIndeks dolny fr Indeks dolny koniecfr (fitochrom 730). Forma Pr jest nieaktywna fizjologicznie i trwała w ciemności. Pochłania światło czerwone. Forma Pfr jest aktywna fizjologicznie i pochłania światło dalekiej czerwieni. Pod wpływem zaabsorbowanego światła obie formy przechodzą jedna w drugą. Odpowiedni stosunek Pfr do Pr powoduje zmiany w ekspresji genów oraz zapoczątkowuje lub hamuje wiele procesów fizjologicznych, co wpływa na wzrost i rozwój roślin. Fitochrom bierze udział m.in. w regulacji kiełkowania nasion wrażliwych na światło, wydłużaniu międzywęźli, rozwoju liści i chloroplastów, syntezie niektórych enzymów, a także zjawiskach fotoperiodyzmu.
Więcej informacji na temat działania fitochromu znajdziesz w e‑materiale Fitochrom – budowa, mechanizm działania i funkcje.
Warunkiem indukcji kwitnienia nie jest sam czas trwania nocy czy dnia, ale odpowiedni stosunek długości okresów światła i ciemności. Jeśli dojdzie do przerwania okresu długiej nocy (np. krótkim bodźcem świetlnym), to roślina dnia krótkiego nie rozpocznie kwitnienia – czas nieprzerwanej ciemności będzie dla niej zbyt krótki.
Z kolei rośliny dnia długiego wymagają do zakwitania odpowiednio krótkiego okresu ciemności. Przerwanie okresu ciemności, zapobiegające kwitnieniu roślin dnia krótkiego, u roślin dnia długiego indukuje kwitnienie. Najbardziej istotna różnica pomiędzy tymi roślinami polega więc na odmiennej wrażliwości na długość nieprzerwanej ciemności.
Słownik
niebieski barwnik, receptor światła; pozwala roślinom na odbieranie informacji o długości dni i nocy, dzięki czemu warunkuje reakcje fotoperiodyczne; związek ten występuje u wszystkich roślin wyższych
okres oddziaływania światła na rośliny (i zwierzęta) w cyklu dobowym lub rocznym
związki będące czynnikami wzrostu i rozwoju roślin; należą do nich m.in. auksyny, gibereliny, cytokininy
struktura (np. komórka lub białko) zdolna do odbierania informacji z otoczenia