Fotoperíodo: em plantas e animais

O fotoperíodo é a quantidade de luz e escuridão em um ciclo de 24 horas. Na zona do equador - onde a latitude assume um valor de zero - é constante e eqüitativa, com 12 horas de luz e 12 de escuridão.

A resposta ao fotoperíodo é um fenômeno biológico em que os organismos modificam algumas de suas características - reprodução, crescimento, comportamento - dependendo da variação da luz, das estações e do ciclo solar.

Geralmente, o fotoperíodo é geralmente estudado em plantas. O objetivo é entender como as variações nos parâmetros de iluminação modificam a germinação, o metabolismo, a produção de flores, o intervalo de dormência dos brotos ou outra característica.

Graças à presença de pigmentos especiais, chamados fitocromos, as plantas são capazes de detectar as mudanças ambientais que ocorrem em seu ambiente.

De acordo com as evidências, o desenvolvimento das plantas é afetado pelo número de horas recebidas. Por exemplo, em países com estações marcadas, as árvores tendem a reduzir seu crescimento nas estações de outono, onde o fotoperíodo se torna mais curto.

O fenômeno se estende aos membros do reino animal. O fotoperíodo é capaz de afetar sua reprodução e comportamento.

O fotoperíodo foi descoberto em 1920 por Garner e Allard. Esses pesquisadores mostraram que algumas plantas modificam sua floração em resposta a mudanças na duração do dia.

Por que o fotoperíodo ocorre?

À medida que nos afastamos desta área, os tempos de luz e escuridão mudam em resposta à inclinação do eixo da Terra em direção ao sol.

Quando nos movemos do equador para qualquer um dos pólos, as diferenças entre a luz e a escuridão são mais marcadas - particularmente nos pólos, onde encontramos 24 horas de luz ou escuridão, dependendo da época do ano.

Além disso, a rotação anual da Terra ao redor do Sol faz com que o fotoperíodo mude ao longo do ano (com exceção do equador). Desta forma, os dias são mais longos no verão e mais curtos no inverno.

Vantagens de responder ao fotoperíodo

A capacidade de coordenar certos processos de desenvolvimento com uma época específica do ano em que há altas probabilidades de as condições serem mais favoráveis ​​confere várias vantagens. Isso ocorre em plantas, animais e até mesmo certos fungos.

Para os organismos, é vantajoso reproduzir em épocas do ano em que os juvenis não precisam enfrentar as condições extremas de um inverno. Isso, sem dúvida, aumentará a sobrevivência da prole, proporcionando uma clara vantagem adaptativa ao grupo.

Em outras palavras, o mecanismo de seleção natural favorecerá a difusão desse fenômeno em organismos que adquiriram mecanismos que lhes permitam sondar o ambiente e responder a mudanças no fotoperíodo.

Fotoperíodo em plantas

Nas plantas, a duração dos dias tem efeitos marcantes em muitas de suas funções biológicas. Em seguida, descreveremos os principais processos afetados pela duração do dia e da noite:

Floração

Historicamente, as plantas foram classificadas em plantas de dia longo, dia curto ou neutras. Os mecanismos das plantas para a medição desses estímulos são muito sofisticados.

Atualmente, foi determinado que uma proteína chamada CONSTANS tem um papel significativo na floração, ativada para outra pequena proteína que se move através dos feixes vasculares e ativa um programa de desenvolvimento em um meristema reprodutivo e induz a produção de flores.

Plantas com dias longos e dias curtos

As plantas de dia longo florescem mais rapidamente apenas quando a exposição à luz dura um certo número de horas. Neste tipo de plantas, a floração não ocorrerá se a duração do período escuro exceder um determinado valor. Este "valor crítico" da luz varia dependendo da espécie.

Este tipo de plantas florescem durante a primavera, ou no início do verão, onde o valor da luz atende ao requisito mínimo. O rabanete, a alface e o lírio são classificados nesta categoria.

Em contraste, plantas de dias curtos exigem exposições de luz menores. Por exemplo, algumas plantas que florescem no final do verão, no outono ou inverno, são dias curtos. Entre eles estão os crisântemos, a flor ou a estrela de Natal e algumas variedades de soja.

Latência

Os estados de latência são úteis para as usinas, pois permitem enfrentar condições ambientais desfavoráveis. Por exemplo, plantas que vivem nas latitudes do norte usam a redução da duração do dia no outono como um aviso de frio.

Dessa forma, eles podem desenvolver um estado de dormência que os ajudará a lidar com as temperaturas congelantes que estão por vir.

No caso das hepáticas, elas podem sobreviver no deserto porque usam longos dias como um sinal para entrar em dormência durante períodos áridos.

Combinação com outros fatores ambientais

Muitas vezes a resposta da planta não é determinada por um único fator ambiental. Além da duração da luz, a temperatura, a radiação solar e as concentrações de nitrogênio são freqüentemente fatores decisivos no desenvolvimento.

Por exemplo, nas plantas da espécie Hyoscyamus niger, o processo de floração não ocorrerá se não atender aos requisitos do fotoperíodo e, além disso, a vernalização (quantidade mínima de frio necessária).

Fotoperíodo em animais

Como vimos, a duração do dia e da noite permite que os animais sincronizem seus estágios reprodutivos com as estações favoráveis ​​do ano.

Mamíferos e aves geralmente se reproduzem na primavera, em resposta ao prolongamento dos dias, e os insetos tendem a se tornar larvas no outono, quando os dias encurtam. Informações sobre a resposta ao fotoperíodo em peixes, anfíbios e répteis são limitadas.

Nos animais, o controle do fotoperíodo é principalmente hormonal. Este fenômeno é mediado pela secreção de melatonina na glândula pineal, que é fortemente inibida pela presença de luz.

A secreção hormonal é maior nos períodos de escuridão. Assim, os sinais do fotoperíodo são traduzidos para a secreção de melatonina.

Este hormônio é responsável por ativar receptores específicos localizados no cérebro e na glândula pituitária que regulam os ritmos de reprodução, peso corporal, hibernação e migração.

O conhecimento da resposta dos animais às mudanças no fotoperíodo tem sido útil para o homem. Por exemplo, na pecuária, vários estudos buscam entender como a produção de leite é afetada. Até agora, foi confirmado que os longos dias aumentam essa produção.