ช่วงแสง: ในพืชและสัตว์

ช่วงแสง เป็นปริมาณของแสงและความมืดในรอบ 24 ชั่วโมง ในเขตของเส้นศูนย์สูตร - ที่ละติจูดใช้ค่าเป็นศูนย์ - มันคงที่และเสมอภาคโดยมีแสงสว่าง 12 ชั่วโมงและ 12 แห่งความมืด

การตอบสนองต่อแสงเป็นปรากฏการณ์ทางชีวภาพที่สิ่งมีชีวิตดัดแปลงลักษณะบางอย่างของมัน - การสืบพันธุ์, การเจริญเติบโต, พฤติกรรม - ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของแสงฤดูกาลและวัฏจักรสุริยะ

โดยทั่วไปแล้วช่วงแสงมักจะศึกษาในพืช จุดมุ่งหมายคือเพื่อทำความเข้าใจว่าการแปรผันของพารามิเตอร์การส่องสว่างนั้นเปลี่ยนแปลงการงอกการเผาผลาญการผลิตดอกไม้ช่วงพักตัวของตาหรือลักษณะอื่น

ด้วยการมีเม็ดสีพิเศษที่เรียกว่าไฟโตโครเมสพืชสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมของพวกเขา

ตามหลักฐานการพัฒนาของพืชได้รับผลกระทบตามจำนวนชั่วโมงที่ได้รับ ตัวอย่างเช่นในประเทศที่มีฤดูกาลที่มีการทำเครื่องหมายต้นไม้มักจะลดการเติบโตของพวกเขาในฤดูใบไม้ร่วงซึ่งช่วงแสงจะสั้นลง

ปรากฏการณ์นี้รวมไปถึงสมาชิกของอาณาจักรสัตว์ ช่วงแสงมีความสามารถในการส่งผลกระทบต่อการทำสำเนาและพฤติกรรมของมัน

ช่วงแสงถูกค้นพบในปี 1920 โดยการ์เนอร์และอัลลาร์ด นักวิจัยเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าพืชบางชนิดดัดแปลงการออกดอกของพวกมันเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในระยะเวลากลางวัน

ทำไมช่วงแสงจึงเกิดขึ้น

เมื่อเราเคลื่อนที่ออกจากบริเวณนี้แสงและความมืดจะเปลี่ยนไปตามการเอียงของแกนโลกไปทางดวงอาทิตย์

เมื่อเราย้ายจากเส้นศูนย์สูตรไปยังเสาใด ๆ ความแตกต่างระหว่างความสว่างและความมืดจะถูกทำเครื่องหมายมากกว่าโดยเฉพาะที่ขั้วซึ่งเราพบว่า 24 ชั่วโมงของแสงหรือความมืดขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี

นอกจากนี้การหมุนรอบปีของโลกรอบดวงอาทิตย์ทำให้ช่วงแสงเปลี่ยนไปตลอดทั้งปี (ยกเว้นเส้นศูนย์สูตร) ด้วยวิธีนี้วันต่างๆจะนานขึ้นในฤดูร้อนและสั้นลงในฤดูหนาว

ข้อดีของการตอบสนองต่อช่วงแสง

ความสามารถในการประสานกระบวนการพัฒนาบางอย่างกับช่วงเวลาหนึ่งของปีที่มีความน่าจะเป็นสูงที่เงื่อนไขจะเป็นที่นิยมมากขึ้นทำให้ได้เปรียบหลายประการ สิ่งนี้เกิดขึ้นในพืชสัตว์และเชื้อราบางชนิด

สำหรับสิ่งมีชีวิตมันเป็นประโยชน์ที่จะทำซ้ำในช่วงเวลาของปีที่เด็กและเยาวชนไม่ต้องเผชิญกับสภาวะที่รุนแรงของฤดูหนาว ไม่ต้องสงสัยนี้จะเพิ่มความอยู่รอดของลูกหลานให้ความได้เปรียบในการปรับตัวที่ชัดเจนให้กับกลุ่ม

กล่าวอีกนัยหนึ่งกลไกของการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะสนับสนุนการแพร่กระจายของปรากฏการณ์นี้ในสิ่งมีชีวิตที่ได้รับกลไกที่อนุญาตให้พวกเขาตรวจสอบสภาพแวดล้อมและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในช่วงแสง

ช่วงแสงในพืช

ในพืชระยะเวลาของวันมีการทำเครื่องหมายผลกระทบต่อหน้าที่ทางชีวภาพมากมาย ต่อไปเราจะอธิบายกระบวนการหลักที่ได้รับผลกระทบจากความยาวของกลางวันและกลางคืน:

หรูหรา

ในอดีตพืชได้รับการจัดประเภทเป็นพืชที่มีลักษณะยาวและยาว กลไกของพืชในการวัดสิ่งเร้าเหล่านี้มีความซับซ้อนมาก

ในปัจจุบันได้มีการพิจารณาแล้วว่าโปรตีนที่เรียกว่า CONSTANS มีบทบาทสำคัญในการออกดอกเปิดใช้งานกับโปรตีนขนาดเล็กอื่นที่เคลื่อนที่ผ่านกลุ่มหลอดเลือดและเปิดใช้งานโปรแกรมการพัฒนาในเนื้อเยื่อเจริญพันธุ์และกระตุ้นการผลิตดอกไม้

พืชที่มีวันที่ยาวนานและวันที่สั้น

พืชวันยาวจะบานเร็วขึ้นเมื่อสัมผัสกับแสงนานหลายชั่วโมง ในพืชชนิดนี้การออกดอกจะไม่เกิดขึ้นหากระยะเวลาของช่วงเวลาที่มืดเกินกว่าค่าเฉพาะ "ค่าวิกฤต" ของแสงแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสายพันธุ์

พืชชนิดนี้บานในช่วงฤดูใบไม้ผลิหรือต้นฤดูร้อนซึ่งค่าแสงตรงตามข้อกำหนดขั้นต่ำ หัวไชเท้าผักกาดหอมและลิลลี่จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้

ในทางตรงกันข้ามพืชในระยะสั้นต้องการแสงที่ต่ำกว่า ตัวอย่างเช่นพืชบางชนิดที่บานในช่วงปลายฤดูร้อนในฤดูใบไม้ร่วงหรือฤดูหนาวเป็นวันที่สั้น กลุ่มคนเหล่านี้ ได้แก่ เบญจมาศดอกไม้หรือดาวคริสต์มาสและถั่วเหลืองบางชนิด

ความแอบแฝง

สถานะแฝงมีประโยชน์สำหรับพืชเนื่องจากช่วยให้สามารถเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย ตัวอย่างเช่นพืชที่อาศัยอยู่ในละติจูดตอนเหนือใช้การลดระยะเวลาของวันในฤดูใบไม้ร่วงเพื่อเป็นการเตือนความเย็น

ด้วยวิธีนี้พวกเขาสามารถพัฒนาสถานะของการพักตัวที่จะช่วยให้พวกเขารับมือกับอุณหภูมิแช่แข็งที่กำลังจะมาถึง

ในกรณีของตับปลาพวกเขาสามารถอยู่รอดได้ในทะเลทรายเพราะใช้เวลานานเป็นสัญญาณในการพักตัวในช่วงที่แห้งแล้ง

ผสมผสานกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ

หลายครั้งที่การตอบสนองของพืชไม่ได้ถูกกำหนดโดยปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเพียงอย่างเดียว นอกเหนือจากระยะเวลาของแสงอุณหภูมิรังสีแสงอาทิตย์และความเข้มข้นของไนโตรเจนมักเป็นปัจจัยชี้ขาดในการพัฒนา

ตัวอย่างเช่นในพืชของเผ่าพันธุ์ Hyoscyamus niger กระบวนการออกดอกจะไม่เกิดขึ้นหากไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดของช่วงแสงและนอกจากนี้การทำให้เป็น vernalization (จำนวนขั้นต่ำของความเย็นที่ต้องการ)

ช่วงแสงในสัตว์

ตามที่เราเห็นระยะเวลาของกลางวันและกลางคืนช่วยให้สัตว์สามารถประสานขั้นตอนการสืบพันธุ์ของพวกเขากับฤดูกาลที่ดีของปี

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกมักจะทำซ้ำในฤดูใบไม้ผลิเพื่อตอบสนองต่อวันที่ยาวนานและแมลงมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นตัวอ่อนในฤดูใบไม้ร่วงเมื่อวันที่สั้นลง ข้อมูลเกี่ยวกับการตอบสนองต่อแสงในปลาสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลานมี จำกัด

ในสัตว์การควบคุมช่วงแสงส่วนใหญ่เป็นฮอร์โมน ปรากฏการณ์นี้เกิดจากการหลั่งเมลาโทนินในต่อมไพเนียลซึ่งถูกยับยั้งอย่างมากจากการมีอยู่ของแสง

การหลั่งฮอร์โมนมีมากขึ้นในช่วงเวลาแห่งความมืด ดังนั้นสัญญาณของช่วงแสงที่ถูกแปลเป็นการหลั่งของเมลาโทนิ

ฮอร์โมนนี้มีหน้าที่ในการเปิดใช้งานตัวรับเฉพาะที่อยู่ในสมองและในต่อมใต้สมองซึ่งควบคุมจังหวะการสืบพันธุ์น้ำหนักตัวการจำศีลและการย้ายถิ่น

ความรู้เกี่ยวกับการตอบสนองของสัตว์ต่อการเปลี่ยนแปลงในช่วงแสงนั้นมีประโยชน์สำหรับมนุษย์ ตัวอย่างเช่นในปศุสัตว์การศึกษาต่าง ๆ พยายามเข้าใจว่าการผลิตนมได้รับผลกระทบอย่างไร จนถึงขณะนี้ได้รับการยืนยันแล้วว่าใช้เวลานานหลายวันในการเพิ่มการผลิต