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36.3: Biologische Uhren und saisonale Reaktionen
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Biologische Uhren und saisonale Reaktionen
 

PROTOKOLLE

36.3: Biologische Uhren und saisonale Reaktionen

Die zirkadiane – oder biologische – Uhr ist ein intrinsischer, zeiterhaltender, molekularer Mechanismus, der es Pflanzen ermöglicht, physiologische Aktivitäten über 24-Stunden-Zyklen zu koordinieren, die als zirkadiane Rhythmen bezeichnet werden. Photoperiodismus ist ein Sammelbegriff für die biologischen Reaktionen von Pflanzen auf Variationen in den relativen Längen dunkler und heller Perioden. Die Periode der Lichtbelichtung wird als Photoperiode bezeichnet.

Ein Beispiel für Photoperiodismus in Pflanzen ist die saisonale Blüte. Wissenschaftler glauben, dass Pflanzen durch die Entsprechung ihrer zirkadianen Uhren zu Veränderungen in der Photoperiode geglüht werden. Sie erkennen diese Veränderungen mit lichtempfindlichen Photorezeptorsystemen.

Phytochrome sind eine Gruppe von Photorezeptoren, die an blühenden und anderen lichtvermittelten Prozessen beteiligt sind. Das Phytochrom-System ermöglicht es Pflanzen, die Dauer dunkler Perioden über mehrere Tage hinweg zu vergleichen.

Kurztagspflanzen (lang-Nacht) blühen nach einer Minimalanzahl von aufeinanderfolgenden langen Nächten. Langtägige (Kurznacht-) Pflanzen hingegen beginnen nach einer minimalen Anzahl aufeinander folgender kurzer Nächte zu blühen.

Phytochrome existieren als zwei interkonvertierbare Formen: Pr und Pfr. Pr werden tagsüber in Pfr umgewandelt, so dass Pfr bei Tageslicht häufiger ist. Pfr wird nachts in Pr umgewandelt, so dass es nachts mehr Pr gibt. Daher können Pflanzen die Länge des Tag-Nacht-Zyklus bestimmen, indem sie das Pr/Pfr-Verhältnis im Morgengrauen messen. Die langen Nächte des Winters reduzieren die Pfr-Werte im Morgengrauen, während die kürzeren Frühlingsnächte bei Sonnenaufgang zu höheren Pfr-Werten führen.


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