Share This Article
Фотопериодизм — это биологическое определение, которое появилось в 1920 году. Его открыли ученые Николас Аллард и Говард Гарнер, когда работали с табаком. В течение следующих десяти лет изучение этого явления трансформировалось в отдельное направление, дающее возможность для большого количества исследований.
Определение фотопериодизма
Фотопериодизм — это реакция всех живых организмов на длину светового дня. Она наблюдается не только у растений, но и у животных. Вернемся к исследованиям 1930 года. Когда прошло внушительное количество времени, это направление сблизилось с другими, например, с изучающими физиологическую реакцию растений на холод — яровизацию.
Эта реакция несет огромное значение для приспособленности организмов к благоприятным и неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Процесс длительный, потому что подготовка требует времени. Эта способность помогает организмам заранее подготовиться к тому, какие изменения возникнут со сменой сезона.
Разные климатические условия меняются в зависимости от суточного ритма и времени суток, в частности, поэтому наступление дня и ночи выступает чем-то вроде сигнала:
- о перепадах температуры;
- повышенной или пониженной влажности и прочем.
Заметим, что освещение не оказывает такого влияния, как экология. Фотопериодическая реакция затрагивает сезонные приспособления жизненного цикла организмов — часть морфологических и физиологических особенностей, а также поведение живых существ. Фотопериодизм еще называют реакцией на будущее.
Он есть у всех биологических систем и групп, но не для всех видов он характерен. У многих реакция нейтральная, т. е. у их физиологических особенностей нет взаимосвязи с длиной светового дня. Они регулируются другими методами либо не нуждаются в точном контроле.
Есть разная длительность или тип фотопериодизма. На короткодневную реакцию способны виды, живущие в низких широтах. Длиннодневному фотопериодизму подвержены виды, обитающие в высоких и умеренных. Если ареал популяции огромный, то воздействие длины светового дня на южных и северных существ может сильно отличаться между собой. Тип является не более, чем систематизированной особенностью существ.
С течением времени первоначальное представление о фотопериодизме претерпело значительные изменения. Сейчас основные формулировки этого направления выглядят совершенно иначе. Для начала стоит разобраться с тем, с чего началось изучение фотопериодизма.
Примеры фотопериодизма у растений
Изучение развития табака происходило в Виргинии, Арлингтоне. Сорт, который активно рос в Южный штатах, перестал быть таким плодовитым, не давал ни плодов, ни семян, ни цветков. Результат изменялся в зимний сезон. За три месяца растение из вегетативного состояния расцветало. Это послужило поводом, чтобы начать проводить разные опыты, чтобы понять, какое влияние оказывают условия в отдельности.
После длительных научных экспериментов оказалось, что климатические особенности никак не повлияли на эти сорта табака. Оказалось, что плодовитость напрямую зависит от того, что в Арлингтоне длина дня короче.
Аллард и Гарнер стали проводить большое испытание на различных растениях на наличие фотопериодизма. Это испытание и показало, что некоторые виды реагируют на короткий день, а некоторые — только на длинный. Для удобства приведены примеры:
- к длиннодневным растениям относятся сорта ржи, ячменя, пшеницы;
- короткодневные организмы — это сорта сои, риса, проса;
- есть также нейтральные растения, к которым причисляют томат и некоторые виды хлопчатника.
Успешное протекание фотопериодизма зависит от длины световых лучей, которая совпадает с фитохромом, отвечает за соотношение темноты и света. Например, короткодневные растения могут цвести в ночное время.
В естественных условиях такие растения не зацветут при длинном световом дне, но можно сделать это искусственным путем. Если использовать светонепроницаемую ткань, чтобы временно затемнить листья, условно, хризантемы, она не будет находиться в вегетативном состоянии. Это связано с тем, что фотопериодизм касается только растений, содержащих в себе фитохром.
Также короткодневные растения сильно подвержены фотопериоду. Причина в том, что длительность дня на их родине почти не меняется, но происходят серьезные сезонные климатические изменения.
Примеры фотопериодизма у животных
Фотопериодизму подвержены разные виды животных. Это касается как птиц и насекомых, так и рыбы, и млекопитающие.
Для них реакция проявляется в:
- зимней спячке, как поступают, например, бурые медведи;
- линьке, которая наблюдается у зайцев, меняющих окрас своей шубки в зимний сезон на белый цвет;
- начале брачного периода.
Фотопериодизму сильно подвержены насекомые. Виды саранчовых и тутового шелкопряда относят к развивающимся в условиях короткого светового дня, а капустную белянку к любительнице длинного дня.
Влияние на организмы заключается в регулирование процессов жизнедеятельности. Размножение и приспособленность к условиям окружающей среды — это результат фотопериодической реакции. Сюда же входит эмбриональное развитие животных.
Животные способны более разнообразно приспосабливаться к негативным условиям окружающего мира. В зависимости от сезона, меняется метаболизм, который также влияет на то, с какой периодичностью они размножаются. Самым веским сигналом к этому считается световой режим. Также спячку принимают своеобразным способом привыкнуть к отрицательному климату.
В развитие этого научного направления, охватывающего и растения, и животных, вложились также советские ученые. Изучением фотопериодизма и других закономерностей, которые наблюдаются с сезонными природными изменениями, занимается наука фенология. Сохраняйте в закладках полезный материал и обязательно делитесь своими мыслями по поводу этой реакции!
