Что такое фотопериодизм

Одним из ведущих факторов, влияющих на биологические ритмы организмов, является фотопериод - продолжительность длины светового дня. Реакция организмов на изменения длины светового периода суток получила название фотопериодизма. В данной статье вы также узнаете о биологическом значеня фотопериодизма.

Что такое фотопериодизм?

Фотопериод, или продолжительность дня, является важнейшей характеристикой светового режима, неодинаков в течение года. Длина дня небезразлична для живых организмов. Это нашло отражение при рассмотрении сезонной периодичности явлений в живой природе. Итак,

Фотопериодизм - это реакция организмов на суточный ритм лучистой энергии, то есть соотношение светлого и темного периодов суток, присущий растениям и животным и проявляется в процессах жизнедеятельности.

Фотопериодических реакция (ФПР) - способность живых организмов реагировать на длину дня.

Фотопериодизм был открыт в 1920 г.. В. Гарнером и Н. Аллард во время селекционной работы с табаком. Они обнаружили, что один из сортов, который цвел весной и осенью в теплице, не зацветает летом в открытом грунте. В связи с тем, что летние условия практически не отличались от тепличных, было сделано предположение, что цветению препятствует долгий летний день. Предположение подтвердилось, когда удалось получить цветения табака летом при искусственно укороченном дне. В дальнейшем установлено, что фотопериодических реакция свойственна растениям различных таксономических групп и жизненных форм. Способность воспринимать длину дня и реагировать на нее широко распространена и в животном мире.

Фотопериодизм у растений

Фотопериодизм у растений это - способность перехода от развития и роста вегетативных органов растений к формированию репродуктивных, к зацветанию под влиянием фотопериодов.

По типу фотопериодической реакции выделяют следующие основные группы растений:

1. Растения короткого дня. -годинному освітленні (наприклад, коноплі, тютюн, перилла). Цветения и плодоношения наступает при 8- 12-часовой освещении (например, конопля, табак, периллы). Многие растения короткого дня, перемещены в условия длинного дня, образуют большую вегетативную массу, но не завершают развитие и не плодоносят.
2. Растения длинного дня. год і більше (картопля, пшениця, шпинат). Для цветения им нужна продолжительность дня 12 часов и более (картофель, пшеница, шпинат).
3. Нейтральные к длине дня растения. Для них длина фотопериода безразлична. Цветение наступает при любой длине дня (кроме очень короткой, что означает для растений световое голодание). Такие горчица, томат и др.

Принадлежность растений к той или иной группе зависит от их географического происхождения и распространения: растения короткого дня вырастают в тропических и субтропических областях, растения длинного дня - главным образом в умеренных и северных широтах. Это указывает на приспособительный характер фотопериодической реакции не только к длине дня как экологического фактора, но и ко всему комплексу внешних условий.

Фотопериодизм у животных

Способность реагировать на изменение продолжительности дня и ночи в суточном цикле присуща многим группам животных: насекомых, клещей, рыбам, птицам, млекопитающим и др. Фотопериодические реакции животных контролируют наступление и прекращение брачного периода, плодовитость, осенние и весенние линьки, переход к зимовке обоих полов и партеногенетических поколений, миграции, развитие (активное или диапаузой) и др. сезонные явления. Особенности фотопериодических реакций определяются наследственностью и поддаются селекции. Физиологические и биохимические основы фотопериодизма во многом неясны. Предполагается, что они осуществляются путем сложной цепи нервоворефлекторних и гормональных реакций.

Биологическое и практическое значение фотопериодизма

Исследование фотопериодизма имеет важное биологическое и практическое значение.

1) Изменяя длину светового периода в условиях искусственного содержания домашних животных и культурных растений, можно регулировать процессы их роста и развития, повышать производительность, стимулировать размножение и тому подобное.

2) Познание механизмов фотопериодизма позволит прогнозировать фенологию, динамику численности насекомых в природе, разводить полезных насекомых-энтомофагов, управлять развитием животных при их промышленном разведении (искусственное продление дня в осенне-зимний период, стимулирует яйцекладку у птиц, используется в птицеводстве).

3) В случае круглогодичного выращивания овощей и декоративных растений в условиях искусственного освещения удлиняют «световой день» и достигают увеличения урожая.

4) В период длинных дней нервные клетки некоторых насекомых производят нейрогормоны, под влиянием которых отложенные яйца могут длительное время находиться в состоянии покоя. Личинки из этих яиц выходят только весной следующего года, когда достаточно пищи и благоприятные климатические условия. Благодаря этому регулируется рост численности популяции, предотвращает истощение кормовых ресурсов.

Фотопериодизм, как правило, проявляется лишь при определенном сочетание с другими экологическими факторами. Так, выход насекомых с зимующих куколок зависит не только от длины светового времени суток, но и от температуры окружающей среды.