Photoperiod pada tumbuhan dan hewan



itu penyinaran Ini adalah jumlah terang dan gelap dalam siklus 24 jam. Di zona khatulistiwa - di mana garis lintang mengambil nilai nol - konstan dan merata, dengan 12 jam cahaya dan 12 jam kegelapan.

Respon terhadap penyinaran adalah fenomena biologis di mana organisme memodifikasi beberapa karakteristik mereka - reproduksi, pertumbuhan, perilaku - tergantung pada variasi cahaya, musim dan siklus matahari..

Umumnya, fotoperiode biasanya dipelajari pada tanaman. Tujuannya adalah untuk memahami bagaimana variasi dalam parameter pencahayaan memodifikasi perkecambahan, metabolisme, produksi bunga, interval dormansi kuncup, atau karakteristik lain.

Berkat adanya pigmen khusus, yang disebut fitokrom, tanaman dapat mendeteksi perubahan lingkungan yang terjadi di lingkungan mereka..

Menurut bukti, perkembangan tanaman dipengaruhi oleh jumlah jam yang diterima. Misalnya, di negara-negara dengan musim yang ditandai, pohon cenderung mengurangi pertumbuhannya di musim gugur, di mana fotoperiode menjadi lebih pendek.

Fenomena ini meluas ke anggota kerajaan hewan. Fotoperiode dapat memengaruhi reproduksi dan perilakunya.

Fotoperiode ditemukan pada 1920 oleh Garner dan Allard. Para peneliti ini menunjukkan bahwa beberapa tanaman memodifikasi pembungaannya sebagai respons terhadap perubahan panjang hari.

Indeks

  • 1 Mengapa fotoperiode terjadi?
  • 2 Keuntungan menanggapi penyinaran
  • 3 Photoperiod pada tanaman
    • 3.1 Berbunga
    • 3,2 hari tanaman panjang dan pendek hari
    • 3.3 Latensi
    • 3.4 Kombinasi dengan faktor lingkungan lainnya
  • 4 Photoperiod pada hewan
  • 5 Referensi

Mengapa fotoperiode terjadi?

Saat kita menjauh dari area ini, waktu terang dan gelap berubah sebagai respons terhadap kemiringan poros bumi ke arah matahari.

Ketika kita berpindah dari khatulistiwa ke kutub mana pun, perbedaan antara terang dan gelap lebih mencolok - khususnya di kutub, di mana kita menemukan 24 jam cahaya atau gelap, tergantung pada waktu tahun.

Selain itu, rotasi tahunan bumi di sekitar matahari menyebabkan fotoperiode berubah sepanjang tahun (dengan pengecualian khatulistiwa). Dengan cara ini, hari-hari lebih panjang di musim panas dan lebih pendek di musim dingin.

Keuntungan menanggapi penyinaran

Kemampuan untuk mengoordinasikan proses pengembangan tertentu dengan waktu tertentu dalam setahun di mana terdapat probabilitas tinggi bahwa kondisinya akan lebih menguntungkan memberikan sejumlah keuntungan. Ini terjadi pada tanaman, hewan, dan bahkan pada jamur tertentu.

Bagi organisme, adalah menguntungkan untuk bereproduksi pada waktu-waktu di mana remaja tidak harus menghadapi kondisi ekstrim musim dingin. Ini, tidak diragukan lagi, akan meningkatkan kelangsungan hidup keturunannya, memberikan keuntungan adaptif yang jelas kepada kelompok.

Dengan kata lain, mekanisme seleksi alam akan mendukung difusi fenomena ini pada organisme yang telah memperoleh mekanisme yang memungkinkan mereka untuk menyelidiki lingkungan dan menanggapi perubahan dalam fenomena foto..

Photoperiod pada tanaman

Pada tanaman, durasi hari telah menandai efek pada banyak fungsi biologisnya. Selanjutnya kita akan menjelaskan proses utama yang dipengaruhi oleh lamanya siang dan malam:

Berbunga

Secara historis, tanaman telah diklasifikasikan menjadi tanaman yang panjang, pendek, atau netral. Mekanisme tanaman untuk pengukuran rangsangan ini sangat canggih.

Saat ini, telah ditentukan bahwa protein yang disebut CONSTANS memiliki peran penting dalam pembungaan, diaktifkan untuk protein kecil lain yang bergerak melalui ikatan pembuluh dan mengaktifkan program pengembangan dalam meristem reproduksi dan mendorong produksi bunga..

Tanaman dengan hari yang panjang dan hari yang pendek

Tanaman hari panjang mekar lebih cepat hanya ketika paparan cahaya berlangsung selama beberapa jam. Pada jenis tanaman ini, pembungaan tidak akan terjadi jika durasi periode gelap melebihi nilai tertentu. "Nilai kritis" cahaya ini bervariasi tergantung pada spesies.

Jenis tanaman ini mekar selama musim semi, atau awal musim panas, di mana nilai cahaya memenuhi persyaratan minimum. Lobak, selada, dan lily diklasifikasikan dalam kategori ini.

Sebaliknya, tanaman hari pendek membutuhkan paparan cahaya yang lebih rendah. Misalnya, beberapa tanaman yang mekar di akhir musim panas, di musim gugur atau musim dingin, adalah hari-hari yang singkat. Ini termasuk krisan, bunga atau bintang Natal dan beberapa varietas kedelai.

Latensi

Status latensi berguna untuk tanaman, karena memungkinkan mereka menghadapi kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. Misalnya, tanaman yang hidup di garis lintang utara menggunakan pengurangan durasi hari di musim gugur sebagai peringatan dingin.

Dengan cara ini, mereka dapat mengembangkan keadaan dormansi yang akan membantu mereka mengatasi suhu beku yang akan datang.

Dalam kasus lumut hati, mereka dapat bertahan hidup di padang pasir karena mereka menggunakan hari-hari yang panjang sebagai sinyal untuk memasuki dormansi selama periode kering.

Kombinasi dengan faktor lingkungan lainnya

Berkali-kali respons tanaman tidak ditentukan oleh faktor lingkungan tunggal. Selain durasi cahaya, suhu, radiasi matahari dan konsentrasi nitrogen sering menjadi faktor penentu dalam pengembangan.

Misalnya, pada tanaman spesies Hyoscyamus niger proses berbunga tidak akan terjadi jika tidak memenuhi persyaratan photoperiod, dan di samping itu, vernalisasi (jumlah minimum dingin yang diperlukan).

Photoperiod pada hewan

Seperti yang telah kita lihat, durasi siang dan malam memungkinkan hewan untuk menyinkronkan tahap reproduksinya dengan musim yang menguntungkan tahun ini..

Mamalia dan burung biasanya bereproduksi di musim semi, sebagai tanggapan atas perpanjangan hari, dan serangga cenderung menjadi larva di musim gugur, ketika hari-hari memendek. Informasi mengenai respons terhadap fotoperiode pada ikan, amfibi, dan reptil terbatas.

Pada hewan, kontrol fotoperiode sebagian besar hormon. Fenomena ini dimediasi oleh sekresi melatonin di kelenjar pineal, yang sangat dihambat oleh adanya cahaya..

Sekresi hormon lebih besar pada periode kegelapan. Dengan demikian, sinyal fotoperiode diterjemahkan ke dalam sekresi melatonin.

Hormon ini bertanggung jawab untuk mengaktifkan reseptor spesifik yang terletak di otak dan di kelenjar hipofisis yang mengatur irama reproduksi, berat badan, hibernasi, dan migrasi..

Pengetahuan tentang respons hewan terhadap perubahan fotoperiode bermanfaat bagi manusia. Misalnya, pada ternak, berbagai penelitian berusaha untuk memahami bagaimana produksi susu dipengaruhi. Sejauh ini telah dipastikan bahwa hari yang panjang meningkatkan produksi ini.

Referensi

  1. Campbell, N. A. (2001). Biologi: Konsep dan hubungan. Pendidikan Pearson.
  2. Dahl, G.E., Buchanan, B.A., & Tucker, H.A. (2000). Efek Photoperiodic pada Sapi Perah: Suatu Tinjauan. Jurnal sains susu, 83(4), 885-893.
  3. Garner, W. W., & Allard, H. A. (1920). Pengaruh panjang relatif siang dan malam dan faktor lingkungan lainnya terhadap pertumbuhan dan reproduksi pada tanaman. Ulasan Cuaca Bulanan, 48(7), 415-415.
  4. Hayama, R., & Coupland, G. (2004). Dasar molekuler keanekaragaman dalam respons berbunga photoperiodic Arabidopsis dan beras. Fisiologi tumbuhan, 135(2), 677-84.
  5. Jackson, S. D. (2009). Respons tanaman terhadap penyinaran. Ahli Fitologi Baru, 181(3), 517-531.
  6. Lee, B. D., Cha, J. Y., Kim, M.R., Paek, N.C., & Kim, W.Y. (2018). Sistem penginderaan photoperiod untuk penentuan waktu pembungaan pada tanaman. Laporan BMB, 51(4), 163-164.
  7. Romero, J. M., & Valverde, F. (2009). Mekanisme fotoperiod yang dilestarikan secara evolusi pada tanaman: kapan pensinyalan fotoperiodik tanaman muncul?. Pensinyalan & perilaku tanaman, 4(7), 642-4.
  8. Saunders, D. (2008). Photoperiodisme pada serangga dan hewan lainnya. Masuk Fotobiologi (hlm. 389-416). Springer, New York, NY.
  9. Walton, J.C., Weil, Z. M., & Nelson, R.J. (2010). Pengaruh fotoperiode pada hormon, perilaku, dan fungsi kekebalan tubuh. Perbatasan dalam neuroendokrinologi, 32(3), 303-19.