36.3:
Biologische klokken en seizoensgebonden reacties
36.3:
Biologische klokken en seizoensgebonden reacties
De circadiaanse – of biologische – klok is een intrinsiek, tijdwaarnemend, moleculair mechanisme dat planten in staat stelt fysiologische activiteiten te coördineren over 24-urige cycli die circadiaanse ritmes worden genoemd. Fotoperiodiciteit is een verzamelnaam voor de biologische reacties van planten op variaties in de relatieve lengte van donkere en lichte perioden. De periode van blootstelling aan licht wordt de fotoperiode genoemd.
Een voorbeeld van fotoperiodiciteit bij planten is de seizoensbloei. Wetenschappers geloven dat planten tot bloei komen door het overeenkomen van hun circadiane klokken met veranderingen in de fotoperiode. Ze detecteren deze veranderingen met behulp van lichtgevoelige fotoreceptoren.
Fytochromen zijn een groep fotoreceptoren die betrokken zijn bij bloei en andere door lichtgevoelige processen. Het fytochroomsysteem stelt planten in staat om de duur van donkere periodes over meerdere dagen te vergelijken.
Korte-dag (lange-nacht) planten bloeien na een minimum aantal opeenvolgende lange nachten. Lange dag (korte nacht) planten daarentegen beginnen de bloei na een minimum aantal opeenvolgende korte nachten.
Fytochromen bestaan als twee onderling verwisselbare vormen: Pr en Pfr. Pr wordt overdag omgezet in Pfr, dus Pfr is overvloediger aanwezig bij daglicht. Pfr wordt 's nachts omgezet in Pr, dus 's nachts is er meer Pr. Daarom kunnen planten de lengte van de dag-nachtcyclus bepalen door de Pr / Pfr-verhouding bij zonsopgang te meten. De lange nachten van de winter verlagen de Pfr-niveaus bij zonsopgang, terwijl de kortere nachten in de lente resulteren in hogere Pfr-niveaus bij zonsopgang.
Suggested Reading
Tóth, Réka, Éva Kevei, Anthony Hall, Andrew J. Millar, Ferenc Nagy, and László Kozma-Bognár. "Circadian Clock-Regulated Expression of Phytochrome and Cryptochrome Genes in Arabidopsis." Plant Physiology 127, no. 4 (January 2001): 1607–16. [Source]
Yeom, Miji, Hyunmin Kim, Junhyun Lim, Ah-Young Shin, Sunghyun Hong, Jeong-Il Kim, and Hong Gil Nam. "How Do Phytochromes Transmit the Light Quality Information to the Circadian Clock in Arabidopsis?" Molecular Plant 7, no. 11 (2014): 1701–4. [Source]