Фотопериодизм

 

Фотопериодизм – это реакция организма на соотношение дня и ночи, то есть световая периодизация. Это явление широко распространено и в растительном, и в животном мире.

 

Впервые оно было описано американскими физиологами У. Гарнером и Г. Аллардом, которые установили, что некоторые растения начинают цвести только при условии длиной ночи (когда ночь длиннее дня).

 

И если такой важный процесс, как цветение (а значит и размножение), связан с продолжительностью светового дня, то фотопериодизм оказывается не таким уж и второстепенным процессом для всего живого.

 

↑ Разнообразие ритмов

 

Продолжительность светового дня обуславливает как суточные, так и сезонные ритмы. Суточные (или циркадные) ритмы наблюдать проще всего – они связаны с изменением процессов в течение одних суток и зависят от смены дня и ночи. К таким циклам относится раскрытие цветков растений с появлением солнца, изменение температуры тела на протяжении суток или замедление физиологических процессов ночью у человека.

 

 

Суточные ритмы регулируются наличием или отсутствием света в определенный момент времени. Немного сложнее устроены сезонные ритмы. Они основаны на соотношении продолжительности дня и ночи. Этот тип ритмов играет ключевую роль во всех сезонных изменениях природы, поэтому живые организмы научились с удивительной точностью ощущать даже незначительное увеличение или уменьшение продолжительности светового дня (растения способны заметить увеличение дня даже лишь на 15 минут).

 

↑ Когда начинают цвести растения

 

С проявлением фотопериодизма у растений знаком каждый. С этим явлениям связаны: начало цветения, раскрытие и закрытие цветков в течение суток, осенний листопад у деревьев. Каждое растение начинает цвести в благоприятное для него время года, а это самое время оно определяет по уникальному соотношению дня и ночи, и решающим фактором выступает продолжительность именно ночного времени суток.

 

Показано, что воспринимающим рецептором света является лист. Это было доказано в экспериментах с хризантемой, где листам растения был недоступен свет, и тогда их цветение не начиналось. Важно, чтобы растение начинало цвести вовремя, не раньше и не позже, иначе оно не сможет опылиться другим растением своего вида (в случае с перекрестным опылением); при позднем цветении плод может не успеть созреть или попасть в неподходящие условия.

 

Чтобы избежать всех этих проблем и удачно оставить потомство, растения ориентируются в изменяющихся условиях окружающей среды. И в этом им сильно помогает продолжительность светового дня.

 

↑ Почему животные меняют окрас шерсти

 

Для представителей животного мира фотопериодизм тоже играет важную роль. По продолжительности светового дня они определяют время начала поиска брачного партнера, подготовки к перелету на зиму или время для смены окраски. Например, всем известный заяц-русак зимой имеет более светлую окраску шерсти, чем в летний сезон. Это позволят животному лучше маскироваться и оставаться незаметным для хищников в любое время года. Подобное приспособление имеется и у многих других млекопитающих умеренного климата.

 

↑ Интересные факты

 

• Нобелевскую премию 2017 года по физиологии и медицине получили Майкл Янг, Майкл Росбаш и Джеффри Холл именно "за их открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадные ритмы”. Так что тема фотопериодизма является актуальной и изучаемой в науке до сих пор.
• Во время осеннего листопада листа деревьев меняет цвет с зеленого на оттенки желтого и красного. На самом деле, красные и желтые пигменты всегда присутствуют в листе, их просто не видно из-за огромного содержания зеленого пигмента – хлорофилла. Перед опадением листа хлорофилл в нем разрушается, и мы можем наблюдать разноцветный осенний пейзаж.

 

↑ Выводы

 

Таким образом, фотопериодизм – распространенное явление в живой природе, которое играет очень важную роль в жизненных циклах растений и животных.