FOTOPERIYOD: BITKILERDE VE HAYVANLARDA - BIYOLOJI - 2025

Foto süreç 24 saat döngüsünde ışık ve karanlık miktarıdır. Enlemin sıfır değerini aldığı ekvator bölgesinde, 12 saat ışık ve 12 saat karanlık ile sabit ve adildir.

Fotoperyoda verilen yanıt, organizmaların ışık değişimine, mevsimlere ve güneş döngüsüne bağlı olarak üreme, büyüme, davranış gibi bazı özelliklerini değiştirdiği biyolojik bir fenomendir.

Fotoperiyot tohumların çimlenmesini etkiler. Kaynak: Pixabay.com

Genel olarak, fotoperiyot genellikle bitkilerde incelenir. Aydınlatma parametresindeki varyasyonların çimlenmeyi, metabolizmayı, çiçek üretimini, tomurcukların uyku hali aralığını veya diğer özellikleri nasıl değiştirdiğini anlamaya çalışır.

Bitkiler, fitokrom adı verilen özel pigmentlerin varlığı sayesinde çevrelerinde meydana gelen çevresel değişiklikleri tespit edebilmektedir.

Kanıtlara göre, bitkilerin gelişimi alınan saat sayısından etkileniyor. Örneğin, mevsimlerin belirgin olduğu ülkelerde ağaçlar, fotoperiyodun daha kısa olduğu sonbahar mevsimlerinde yavaşlama eğilimindedir.

Bu fenomen, hayvanlar aleminin üyelerine kadar uzanır. Fotoperiyot, üremesini ve davranışını etkileyebilir.

Fotoperiyot 1920'de Garner ve Allard tarafından keşfedildi. Bu araştırmacılar, bazı bitkilerin gün uzunluğundaki değişikliklere tepki olarak çiçeklenmelerini değiştirdiğini gösterdi.

Fotoperiyot neden oluşur?

Bu alandan uzaklaştıkça, dünyanın ekseninin güneşe doğru eğilmesine tepki olarak aydınlık ve karanlık zamanları değişir.

Ekvatordan iki kutuptan birine hareket ettiğimizde, aydınlık ve karanlık arasındaki farklar daha belirgindir - özellikle yılın zamanına bağlı olarak 24 saat aydınlık veya karanlık bulduğumuz kutuplarda.

Ek olarak, dünyanın güneş etrafında yıllık dönüşü, fotoperiyodun yıl boyunca değişmesine neden olur (ekvator hariç). Böylece yaz aylarında günler daha uzun, kışın daha kısadır.

Fotoperyoda yanıt vermenin avantajları

Koşulların daha elverişli olma olasılığının yüksek olduğu belirli gelişim süreçlerini yılın belirli bir zamanında koordine etme yeteneği, bir dizi avantaj sağlar. Bu bitkilerde, hayvanlarda ve hatta bazı mantarlarda meydana gelir.

Organizmalar için, gençlerin bir kışın aşırı koşullarıyla yüzleşmek zorunda olmadıkları yılın zamanlarında üremek avantajlıdır. Bu, kuşkusuz, yavruların hayatta kalmasını artıracak ve gruba açık bir adaptif avantaj sağlayacaktır.

Başka bir deyişle, doğal seçilim mekanizması, çevreyi araştırmalarına ve fotoperiyoddaki değişikliklere yanıt vermelerine izin veren mekanizmalar kazanmış organizmalarda bu fenomenin yayılmasını destekleyecektir.

Bitkilerde fotoperiyot

Bitkilerde günlerin uzunluğu, biyolojik işlevlerinin çoğu üzerinde belirgin etkilere sahiptir. Aşağıda, gece ve gündüz uzunluğundan etkilenen ana süreçleri anlatacağız:

Çiçekli

Tarihsel olarak bitkiler, uzun gün, kısa gün veya nötr bitkiler olarak sınıflandırılır. Bu uyaranları ölçmek için bitki mekanizmaları çok karmaşıktır.

Şu anda, CONSTANS adlı bir proteinin çiçeklenmede önemli bir role sahip olduğu, vasküler demetlerden geçen başka bir küçük proteine ​​aktive olduğu ve üreme meristeminde bir gelişim programını harekete geçirerek çiçek üretimini indüklediği tespit edilmiştir.

Uzun gün ve kısa gün bitkileri

Uzun gün bitkileri, yalnızca ışığa birkaç saat maruz kaldığında daha hızlı çiçek açar. Bu tür bitkilerde, karanlık dönemin süresi belirli bir değerle aşılırsa çiçeklenme gerçekleşmeyecektir. Işığın bu "kritik değeri" türe göre değişir.

Bu tür bitkiler, ışık değerinin minimum gereksinimi karşıladığı ilkbaharda veya yazın başlarında çiçek açar. Turp, marul ve zambak bu kategoriye girer.

Buna karşılık, kısa gün bitkileri daha az ışık maruziyeti gerektirir. Örneğin, yaz sonunda, sonbaharda veya kışın çiçek açan bazı bitkiler kısa gündür. Bunlar arasında krizantem, Noel çiçeği veya yıldızı ve bazı soya çeşitleri öne çıkıyor.

Gecikme

Gecikme durumları, elverişsiz çevre koşullarıyla başa çıkmalarına izin verdikleri için bitkiler için yararlıdır. Örneğin, kuzey enlemlerinde yaşayan bitkiler, sonbaharda soğuğa karşı bir uyarı olarak azaltılmış gün uzunluğunu kullanır.

Bu şekilde, gelecek donma sıcaklıklarıyla başa çıkmalarına yardımcı olacak hareketsiz bir durum geliştirebilirler.

Ciğerotları söz konusu olduğunda, çölde hayatta kalabilirler çünkü kurak dönemlerde uykuya dalmak için uzun günleri sinyal olarak kullanırlar.

Diğer çevresel faktörlerle kombinasyon

Çoğu zaman bitkinin tepkisi tek bir çevresel faktör tarafından belirlenmez. Işığın süresine ek olarak, sıcaklık, güneş radyasyonu ve nitrojen konsantrasyonları genellikle gelişimde belirleyici faktörlerdir.

Örneğin, Hyoscyamus niger türünün bitkilerinde, fotoperiyodun ve ayrıca vernalizasyonun (minimum miktarda soğuk gerekli) gereksinimlerini karşılamıyorsa çiçeklenme süreci gerçekleşmeyecektir.

Hayvanlarda fotoperiyot

Gördüğümüz gibi, gündüz ve gece uzunluğu, hayvanların üreme aşamalarını yılın uygun zamanlarıyla senkronize etmelerine izin veriyor.

Memeliler ve kuşlar, günlerin uzamasına tepki olarak genellikle ilkbaharda ürerler ve böcekler genellikle sonbaharda, günler kısaldığında larvalara dönüşürler. Balıklarda, amfibilerde ve sürüngenlerde fotoperiyoda tepkiye ilişkin bilgiler sınırlıdır.

Hayvanlarda fotoperiyod kontrolü çoğunlukla hormonaldır. Bu fenomene, epifiz bezinde melatonin salgılanması aracılık eder, bu da ışık varlığıyla kuvvetli bir şekilde engellenir.

Karanlık dönemlerde hormonal salgı daha fazladır. Böylece, fotoperiyod sinyalleri melatonin salgılanmasına çevrilir.

Bu hormon, beyinde ve hipofiz bezinde bulunan ve üreme ritimlerini, vücut ağırlığını, kış uykusunu ve göçü düzenleyen spesifik reseptörleri aktive etmekten sorumludur.

Hayvanların fotoperiyoddaki değişikliklere verdiği tepkinin bilgisi, insanlar için yararlı olmuştur. Örneğin, hayvancılıkta, çeşitli araştırmalar süt üretiminin nasıl etkilendiğini anlamaya çalışır. Şimdiye kadar uzun günlerin söz konusu üretimi artırdığı teyit edildi.

Referanslar

1. Campbell, NA (2001). Biyoloji: Kavramlar ve ilişkiler. Pearson Education.
2. Dahl, GE, Buchanan, BA ve Tucker, HA (2000). Süt Sığırları Üzerindeki Fotoperiyodik Etkiler: Bir Gözden Geçirme. Süt bilimi dergisi, 83 (4), 885-893.
3. Garner, WW ve Allard, HA (1920). Nispeten gündüz ve gece uzunluğunun ve çevrenin diğer faktörlerinin bitkilerde büyüme ve üremeye etkisi. Aylık Hava Durumu İncelemesi, 48 (7), 415-415.
4. Hayama, R. ve Coupland, G. (2004). Arabidopsis ve pirincin fotoperiyodik çiçeklenme tepkilerinde çeşitliliğin moleküler temeli. Bitki fizyolojisi, 135 (2), 677-84.
5. Jackson, SD (2009). Fotoperyoda bitki tepkileri. Yeni Fitolog, 181 (3), 517-531.
6. Lee, BD, Cha, JY, Kim, MR, Paek, NC ve Kim, WY (2018). Bitkilerde çiçeklenmenin zamanlaması için fotoperiyot algılama sistemi. BMB raporları, 51 (4), 163-164.
7. Romero, JM ve Valverde, F. (2009). Bitkilerde evrimsel olarak korunmuş fotoperiyod mekanizmaları: bitki fotoperiyodik sinyalizasyonu ne zaman ortaya çıktı? Bitki sinyali ve davranışı, 4 (7), 642-4.
8. Saunders, D. (2008). Böceklerde ve diğer hayvanlarda fotoperiyodizm. Photobiology içinde (s. 389-416). Springer, New York, NY.
9. Walton, JC, Weil, ZM ve Nelson, RJ (2010). Fotoperyodun hormonlar, davranış ve bağışıklık fonksiyonu üzerindeki etkisi. Nöroendokrinolojide Sınırlar, 32 (3), 303-19.