Photopériode

Représentation schématique de la photopériode et de la floraison dans les plantes de jour courtes. Source: Earthragon, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Quelle est la photopériode?

Il Photopériode C'est la quantité de lumière et de sombre dans un cycle de 24 heures. Dans la zone de l'Équateur - où la latitude prend une valeur nulle - elle est constante et équitable, avec 12 heures de lumière et 12 ténèbres.

La réponse à la photopériode est un phénomène biologique où les organismes modifient certaines de ses caractéristiques - reproduction, croissance, comportement - en fonction de la variation de la lumière, des stations et du cycle solaire.

Généralement, la photopériode est généralement étudiée dans les plantes. Il cherche à comprendre comment les variations du paramètre d'éclairage modifient la germination, le métabolisme, la production de fleurs, l'intervalle de la dormance du jaune ou une autre caractéristique.

Grâce à la présence de pigments spéciaux, appelés phytochromes, les plantes peuvent détecter les changements environnementaux qui se produisent dans leur environnement.

Selon des preuves, le développement des plantes est affecté par le nombre d'heures de lumière reçues. Par exemple, dans les pays avec des stations marquées, les arbres ont tendance à réduire leur croissance aux heures d'automne, où la photopériode est plus courte.

Le phénomène s'étend aux membres du règne animal. La photopériode est capable d'affecter sa reproduction et son comportement.

La photopériode a été découverte en 1920 par Garner et Allard. Ces chercheurs ont montré que certaines plantes modifient leur floraison en réponse aux changements de durée de la journée.

Pourquoi la photopériode se produit-elle?

Alors que nous nous éloignons de la zone équatoriale, les temps de lumière et d'obscurité sont modifiés en réponse à l'inclinaison de l'axe de la Terre vers le soleil.

Lorsque nous progressons de l'Équateur à l'un des pôles, les différences entre la lumière et l'obscurité sont plus marquées - en particulier aux pôles, où nous trouvons 24 heures de lumière ou de sombre, selon le moment de l'année-.

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De plus, la rotation annuelle de la Terre autour du soleil provoque le changement de la photopériode tout au long de l'année (à l'exception de l'Équateur). De cette façon, les jours sont plus longs en été et plus courts en hiver.

Avantages de répondre à la photopériode

La capacité de coordonner certains processus de développement avec une période particulière de l'année où il y a des probabilités élevées que les conditions seront plus favorables confère une série d'avantages. Cela se produit dans les plantes, les animaux et dans certains champignons.

Pour les organismes, il est avantageux de se reproduire en période de l'année où les jeunes n'ont pas à faire face aux conditions hivernales extrêmes. Cela augmentera sans aucun doute la survie de la progéniture, offrant un avantage adaptatif clair au groupe.

En d'autres termes, le mécanisme de sélection naturelle favorisera la diffusion de ce phénomène dans les organismes qui ont acquis des mécanismes qui leur permettent de sonder l'environnement et de répondre aux changements de photopériode.

Photopériode dans les plantes

Dans les plantes, la durée des jours a marqué des effets sur bon nombre de ses fonctions biologiques. Ensuite, nous décrirons les principaux processus affectés par la durée du jour et de la nuit:

Floraison

Historiquement, les plantes ont été classées dans des plantes à long terme, des jours courts ou neutres. Les mécanismes des plantes pour la mesure de ces stimuli sont très sophistiqués.

Actuellement, il a été déterminé qu'une protéine appelée Constans a un rôle significatif dans la floraison, activée à une autre petite protéine qui se déplace par des faisceaux vasculaires et active un programme de développement dans un méristème reproducteur et inducteur la production de fleurs.

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De longues journées et de courtes journées

Les longues journées ne fleurissent plus rapidement que lorsque l'exposition à la lumière dure un certain nombre d'heures. Dans ce type de plantes, la floraison ne se produira pas si la durée de la période sombre dépasse une valeur particulière. Cette "valeur critique" de la lumière varie en fonction de l'espèce.

Ces types de plantes s'épanouissent au printemps, ou au début de l'été, où la valeur légère répond à l'exigence minimale. Le radis, la laitue et le lys sont classés dans cette catégorie.

En revanche, les plantes courtes nécessitent des expositions légères mineures. Par exemple, certaines plantes qui fleurissent à la fin de l'été, en automne ou en hiver, sont de courtes jours. Parmi ceux-ci se distinguent les chrysanthèmes, la fleur de Noël ou l'étoile et certaines variétés de soja.

Latence

Les états de latence sont utiles pour les plantes, car il leur permet de faire face à des conditions environnementales défavorables. Par exemple, les plantes qui vivent dans les latitudes du nord utilisent la réduction de la durée de la journée en automne comme avertissement froid.

De cette façon, ils peuvent développer un état de latence qui les aidera à faire face.

Dans le cas du foie.

Combinaison avec d'autres facteurs environnementaux

Plusieurs fois, la réponse de l'usine n'est pas déterminée par un seul facteur environnemental. En plus de la durée de la lumière, la température, les rayonnements solaires et les concentrations d'azote sont généralement des facteurs décisifs dans leur développement.

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Par exemple, dans les plantes de l'espèce Hyoscyamus Niger Le processus de floraison ne se produira pas s'il ne répond pas aux exigences de la photopériode, et en outre, la vernalisation (quantité minimale de froid requise).

Photopériode chez les animaux

Comme nous l'avons vu, la durée du jour et de la nuit permet aux animaux de synchroniser leurs étapes de reproduction avec des années favorables de l'année.

Les mammifères et les oiseaux jouent généralement. Les informations concernant la réponse à la photopériode chez les poissons, les amphibiens et les reptiles sont limités.

Chez les animaux, le contrôle de la photopériode est principalement hormonal. Ce phénomène est médié par la sécrétion de mélatonine dans la glande pinéale, qui est fortement inhibée par la présence de lumière.

La sécrétion hormonale est plus grande dans les périodes d'obscurité. Ainsi, les signes de Photopériod sont traduits en sécrétion de mélatonine.

Cette hormone est responsable de l'activation des récepteurs spécifiques situés dans le cerveau et dans l'hypophyse, qui régulent les rythmes de reproduction, de poids corporel, d'hibernation et de migration.

La connaissance de la réponse des animaux aux changements dans la photopériode a été utile pour l'être humain. Par exemple, dans le bétail, diverses études cherchent à comprendre comment la production de lait est affectée. Jusqu'à présent, il a été confirmé que de longues journées augmentent cette production.

Les références

1. Campbell, n. POUR. Biologie: concepts et relations. Pearson Education.
2. Jackson, S. D. Responsable de la plante à la photopériode. Nouveau phytologiste.