Біологія. Довідник школяра та абітурієнта
Фотоперіодизмі
Рух Землі навколо Сонця викликає закономірні й періодичні зміни її освітленості, відповідно зумовлює тривалість дня і ночі за сезонами року. Рослини й більшість тварин активно реагують на співвідношення тривалості періодів освітленості й температури протягом доби, іншими словами — організми здатні «вимірювати» час, визначати кількісні параметри освітленості. Така властивість організмів сприймати співвідношення тривалості дня і ночі отримала назву фотоперіодизм.
Сутністю фотоперіодизму є ритмічні зміни морфологічних, біохімічних і фізіологічних властивостей та функцій організмів під впливом чергування тривалості періодів освітленості й темноти. Саме тривалість дня і ночі строго закономірно й дуже точно встановлюється протягом року, не піддаючись випадковим коливанням. Регулярність і незмінна повторюваність з року в рік цього явища дозволила організмам в ході еволюції погоджувати свої важливі життєві процеси з ритмом цих часових інтервалів. Фотоперіодизм — важливий сигнальний фактор, який керує ритмікою добової та сезонної життєдіяльності організмів. Під фотоперіодичним контролем перебувають практично всі метаболічні процеси, пов’язані з ростом, розвитком та розмноженням рослин і тварин.
У рослин фотоперіодичний ефект проявляється в погодженні періоду цвітіння і дозрівання плодів з періодом найбільш активного фотосинтезу, у тварин — у збігу часу розмноження з періодом достатку їжі, в комах — у настанні діапаузи й виходу з неї. До біологічних явищ, зумовлених фотоперіодизмом, належать сезонні міграції (перельоти) птахів, прояв їх гніздових інстинктів і розмноження, зміна хутрових покривів у ссавців.
Залежно від фотоперіодичної реакції рослин, яка визначається тривалістю світлового періоду, необхідного для їх переходу до цвітіння, виділяють рослини короткого дня, в яких настання цього важливого етапу онтогенезу відбувається за тривалості світлового періоду доби 12 год і менше (конопля, капуста, хризантема, амарант, перилла та ін.); рослини довгого дня, яким для успішного цвітіння і наступного розвитку необхідна тривалість безперервного світлового періоду більше 12 год на добу (льон, цибуля, овес, морква, картопля, пшениця, шпинат та ін.); фотоперіодично нейтральні рослини, в яких розвиток генеративних органів настає в широкому інтервалі тривалості періоду освітленості (чорнобривці, виноград, кульбаба, бузок, флокси, гречка та ін.).
Тривалість дня істотно позначається і на поведінці тварин.
З настанням весняних днів, тривалість яких прогресивно збільшується, в осілих птахів проявляються гніздові інстинкти, перелітні мігрують до місць гніздувань, де відкладають яйця, у теплокровних звірів відбувається линяння.
Скорочення тривалості дня восени зумовлює прагнення птахів до перельотів, у ссавців — впадання в сплячку, відростання зимової шерсті, в комах — утворення зимуючих стадій (незважаючи на збереження оптимальної температури і достатку їжі). У цьому випадку зменшення тривалості сигналізує живим організмам про близьке настання зимового періоду, і вони можуть добре підготуватися до нього. У зв’язку з цим виникає можливість штучного регулювання розвитку тварин і рослин. Наприклад, завдяки збільшенню в теплицях, оранжереях і парниках тривалості освітлення до 12-15 год взимку вирощують овочі, декоративні рослини, прискорюють ріст і розвиток розсади. Навпаки, при затіненні влітку в пізньоцвітних осінніх рослин швидше з’являються квітки і дозріває насіння. Продовженням за рахунок штучного освітлення світлового періоду взимку можна збільшити яйценосність курей, гусей, качок, регулювати розмноження хутрових звірів на звірофермах. Фотоперіодизм рослин і тварин — спадково закріплена, генетично зумовлена властивість. Вивченням закономірностей сезонного розвитку природи займається особлива прикладна галузь екології — фенологія.
