ช่วงแสงในพืชและสัตว์

ช่วงแสง มันเป็นปริมาณของแสงและความมืดในรอบ 24 ชั่วโมง ในโซนของเส้นศูนย์สูตร - ที่ละติจูดใช้ค่าเป็นศูนย์ - มันคงที่และเสมอภาคด้วย 12 ชั่วโมงของแสงและ 12 ชั่วโมงแห่งความมืด.

การตอบสนองต่อแสงเป็นปรากฏการณ์ทางชีวภาพที่สิ่งมีชีวิตดัดแปลงลักษณะบางอย่างของมัน - การสืบพันธุ์, การเจริญเติบโต, พฤติกรรม - ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของแสงฤดูกาลและวัฏจักรสุริยะ.

โดยทั่วไปแล้วช่วงแสงมักจะศึกษาในพืช จุดประสงค์คือเพื่อทำความเข้าใจว่าการแปรผันของพารามิเตอร์การส่องสว่างเปลี่ยนแปลงการงอกการเผาผลาญการผลิตดอกไม้ช่วงเวลาพักตัวของดอกตูมหรือลักษณะอื่น.

ด้วยการมีเม็ดสีพิเศษที่เรียกว่าไฟโตโครเมสพืชสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมของพวกเขา.

ตามหลักฐานการพัฒนาของพืชได้รับผลกระทบตามจำนวนชั่วโมงที่ได้รับ ตัวอย่างเช่นในประเทศที่มีฤดูกาลที่มีการทำเครื่องหมายต้นไม้มักจะลดการเติบโตในฤดูใบไม้ร่วงซึ่งช่วงแสงจะสั้นลง.

ปรากฏการณ์นี้รวมไปถึงสมาชิกของอาณาจักรสัตว์ ช่วงแสงสามารถส่งผลกระทบต่อการทำสำเนาและพฤติกรรมของมัน.

ช่วงแสงถูกค้นพบในปี 1920 โดยการ์เนอร์และอัลลาร์ด นักวิจัยเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าพืชบางชนิดปรับเปลี่ยนการออกดอกของพวกเขาในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในระยะเวลากลางวัน.

ดัชนี

• 1 ทำไมช่วงแสงจึงเกิดขึ้น?
• 2 ข้อดีของการตอบสนองต่อช่วงแสง
• 3 ช่วงแสงในพืช
  • 3.1 การออกดอก
  • 3.2 พืชที่มีอายุยืนยาวและวันสั้น
  • 3.3 Latency
  • 3.4 การรวมกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ
• 4 ช่วงแสงในสัตว์
• 5 อ้างอิง

ทำไมช่วงแสงจึงเกิดขึ้น?

เมื่อเราเคลื่อนที่ออกจากบริเวณนี้แสงและความมืดจะเปลี่ยนไปตามการเอียงของแกนโลกไปทางดวงอาทิตย์.

เมื่อเราย้ายจากเส้นศูนย์สูตรไปยังเสาใด ๆ ความแตกต่างระหว่างความสว่างและความมืดจะถูกทำเครื่องหมายมากกว่าโดยเฉพาะที่ขั้วซึ่งเราพบว่า 24 ชั่วโมงของแสงหรือความมืดขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี.

นอกจากนี้การหมุนรอบปีของโลกรอบดวงอาทิตย์ทำให้ช่วงแสงเปลี่ยนไปตลอดทั้งปี (ยกเว้นเส้นศูนย์สูตร) ด้วยวิธีนี้วันจะยาวในฤดูร้อนและสั้นกว่าในฤดูหนาว.

ข้อดีของการตอบสนองต่อช่วงแสง

ความสามารถในการประสานกระบวนการพัฒนาบางอย่างกับช่วงเวลาหนึ่งของปีที่มีความน่าจะเป็นสูงที่เงื่อนไขจะเอื้ออำนวยต่อความได้เปรียบจำนวนมาก สิ่งนี้เกิดขึ้นในพืชสัตว์และแม้กระทั่งในเชื้อราบางชนิด.

สำหรับสิ่งมีชีวิตมันเป็นประโยชน์ที่จะทำซ้ำในช่วงเวลาของปีที่เด็กและเยาวชนไม่ต้องเผชิญกับสภาวะที่รุนแรงของฤดูหนาว ไม่ต้องสงสัยนี้จะเพิ่มความอยู่รอดของลูกหลานให้ความได้เปรียบในการปรับตัวที่ชัดเจนให้กับกลุ่ม.

กล่าวอีกนัยหนึ่งกลไกของการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะสนับสนุนการแพร่กระจายของปรากฏการณ์นี้ในสิ่งมีชีวิตที่ได้รับกลไกที่อนุญาตให้พวกเขาตรวจสอบสภาพแวดล้อมและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในช่วงแสง.

ช่วงแสงในพืช

ในพืชระยะเวลาของวันมีการทำเครื่องหมายผลกระทบต่อหน้าที่ทางชีวภาพมากมาย ต่อไปเราจะอธิบายกระบวนการหลักที่ได้รับผลกระทบจากความยาวของกลางวันและกลางคืน:

หรูหรา

ในอดีตพืชได้รับการจัดประเภทเป็นพืชที่มีอายุยืนยาวนานหรือสั้น กลไกของพืชในการวัดสิ่งเร้าเหล่านี้มีความซับซ้อนมาก.

ปัจจุบันได้มีการพิจารณาแล้วว่าโปรตีนที่เรียกว่า CONSTANS มีบทบาทสำคัญในการออกดอกเปิดใช้งานกับโปรตีนขนาดเล็กอื่นที่เคลื่อนที่ผ่านกลุ่มหลอดเลือดและเปิดใช้งานโปรแกรมการพัฒนาในเนื้อเยื่อเจริญพันธุ์และกระตุ้นการผลิตดอกไม้.

พืชที่มีวันที่ยาวนานและวันที่สั้น

พืชที่มีอายุยาวนานจะบานเร็วกว่าเฉพาะเมื่อรับแสงนานหลายชั่วโมง ในพืชชนิดนี้การออกดอกจะไม่เกิดขึ้นหากระยะเวลาของช่วงเวลาที่มืดเกินกว่าค่าเฉพาะ "ค่าวิกฤต" ของแสงแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสายพันธุ์.

พืชชนิดนี้บานในช่วงฤดูใบไม้ผลิหรือต้นฤดูร้อนซึ่งค่าแสงตรงตามข้อกำหนดขั้นต่ำ หัวไชเท้าผักกาดหอมและลิลลี่จัดอยู่ในประเภทนี้.

ในทางตรงกันข้ามพืชในระยะสั้นต้องการแสงที่ต่ำกว่า ตัวอย่างเช่นพืชบางชนิดที่บานในช่วงปลายฤดูร้อนในฤดูใบไม้ร่วงหรือฤดูหนาวเป็นวันที่สั้น เหล่านี้รวมถึงเบญจมาศดอกไม้หรือดาวคริสต์มาสและถั่วเหลืองบางชนิด.

ความแอบแฝง

สถานะแฝงมีประโยชน์สำหรับพืชเนื่องจากช่วยให้สามารถเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย ตัวอย่างเช่นพืชที่อาศัยอยู่ในละติจูดตอนเหนือใช้การลดระยะเวลาของวันในฤดูใบไม้ร่วงเพื่อเป็นการเตือนความเย็น.

ด้วยวิธีนี้พวกเขาสามารถพัฒนาสถานะของการพักตัวที่จะช่วยให้พวกเขารับมือกับอุณหภูมิแช่แข็งที่กำลังจะมาถึง.

ในกรณีของตับที่พวกเขาสามารถอยู่รอดในทะเลทรายเพราะพวกเขาใช้เวลานานเป็นสัญญาณในการพักตัวในช่วงที่แห้งแล้ง.

ผสมผสานกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ

หลายครั้งที่การตอบสนองของพืชไม่ได้ถูกกำหนดโดยปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเพียงอย่างเดียว นอกเหนือจากระยะเวลาของแสงอุณหภูมิรังสีดวงอาทิตย์และความเข้มข้นของไนโตรเจนมักเป็นปัจจัยชี้ขาดในการพัฒนา.

ตัวอย่างเช่นในพืชของสายพันธุ์ Hyoscyamus ไนเจอร์ กระบวนการออกดอกจะไม่เกิดขึ้นหากไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดของช่วงแสงและนอกจากนี้การตรวจสอบด้วยแสง (จำนวนขั้นต่ำของความเย็นที่ต้องการ).

ช่วงแสงในสัตว์

ดังที่เราได้เห็นช่วงเวลาทั้งกลางวันและกลางคืนช่วยให้สัตว์สามารถประสานขั้นตอนการสืบพันธุ์ของพวกเขากับฤดูกาลที่ดีของปี.

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกมักจะทำซ้ำในฤดูใบไม้ผลิเพื่อตอบสนองต่อวันที่ยาวนานและแมลงมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นตัวอ่อนในฤดูใบไม้ร่วงเมื่อวันที่สั้นลง ข้อมูลเกี่ยวกับการตอบสนองต่อแสงในปลาสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลานมี จำกัด.

ในสัตว์การควบคุมช่วงแสงส่วนใหญ่เป็นฮอร์โมน ปรากฏการณ์นี้เกิดจากการหลั่งเมลาโทนินในต่อมไพเนียลซึ่งถูกยับยั้งอย่างมากจากการมีอยู่ของแสง.

การหลั่งฮอร์โมนมีมากขึ้นในช่วงเวลาแห่งความมืด ดังนั้นสัญญาณของช่วงแสงที่ถูกแปลเป็นการหลั่งของเมลาโทนิ.

ฮอร์โมนนี้มีหน้าที่ในการกระตุ้นการทำงานของตัวรับเฉพาะที่อยู่ในสมองและต่อมใต้สมองซึ่งควบคุมจังหวะการสืบพันธุ์น้ำหนักตัวการจำศีลและการย้ายถิ่น.

ความรู้เกี่ยวกับการตอบสนองของสัตว์ต่อการเปลี่ยนแปลงในช่วงแสงนั้นมีประโยชน์สำหรับมนุษย์ ตัวอย่างเช่นในปศุสัตว์การศึกษาต่าง ๆ พยายามเข้าใจว่าการผลิตนมได้รับผลกระทบอย่างไร จนถึงขณะนี้ได้รับการยืนยันแล้วว่าใช้เวลานานหลายวันในการเพิ่มการผลิตนี้.

การอ้างอิง

1. Campbell, N. A. (2001). ชีววิทยา: แนวคิดและความสัมพันธ์. การศึกษาของเพียร์สัน.
2. Dahl, G.E. , Buchanan, B.A. , & Tucker, H.A. (2000) ผลแสงต่อโคนม: รีวิว. วารสารวิทยาศาสตร์นม, 83(4), 885-893.
3. Garner, W. W. , & Allard, H. A. (1920) ผลของความยาวสัมพัทธ์ของกลางวันและกลางคืนและปัจจัยอื่น ๆ ของสภาพแวดล้อมต่อการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของพืช. ตรวจสอบสภาพอากาศรายเดือน, 48(7), 415-415.
4. Hayama, R. , & Coupland, G. (2004) พื้นฐานระดับโมเลกุลของความหลากหลายในการตอบสนองการออกดอกช่วงแสงของ Arabidopsis และข้าว. สรีรวิทยาของพืช, 135(2), 677-84.
5. Jackson, S. D. (2009) การตอบสนองของพืชต่อช่วงแสง. ใหม่ Phytologist, 181(3), 517-531.
6. Lee, B. D. , Cha, J. Y. , Kim, M.R. , Paek, N.C. , & Kim, W.Y. (2018) ระบบตรวจจับช่วงแสงช่วงเวลาออกดอกในพืช. รายงาน BMB, 51(4), 163-164.
7. Romero, J. M. , & Valverde, F. (2009) อนุรักษ์กลไกช่วงแสงในช่วงการวิวัฒนาการโดยมีการส่งสัญญาณช่วงแสงเมื่อพืชปรากฏขึ้น?. สัญญาณพืชและพฤติกรรม, 4(7), 642-4.
8. Saunders, D. (2008) ช่วงแสงในแมลงและสัตว์อื่น ๆ ใน photobiology (pp. 389-416) Springer, New York, NY.
9. Walton, J.C. , Weil, Z. M. , & Nelson, R.J. (2010) อิทธิพลของช่วงแสงต่อฮอร์โมนพฤติกรรมและการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน. เขตแดนในระบบประสาท, 32(3), 303-19.