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36.3: Biologische Uhren und saisonale Reaktionen
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Biological Clocks and Seasonal Responses
 
PROTOKOLLE

36.3: Biological Clocks and Seasonal Responses

36.3: Biologische Uhren und saisonale Reaktionen

The circadian—or biological—clock is an intrinsic, timekeeping, molecular mechanism that allows plants to coordinate physiological activities over 24-hour cycles called circadian rhythms. Photoperiodism is a collective term for the biological responses of plants to variations in the relative lengths of dark and light periods. The period of light-exposure is called the photoperiod.

One example of photoperiodism in plants is seasonal flowering. Scientists believe that plants are cued to flower by the correspondence of their circadian clocks to changes in the photoperiod. They detect these changes using light-sensitive photoreceptor systems.

Phytochromes are a group of photoreceptors involved in flowering and other light-mediated processes. The phytochrome system enables plants to compare the duration of dark periods over several days.

Short-day (long-night) plants flower after a minimum number of consecutive long nights. Long-day (short-night) plants, by contrast, initiate flowering following a minimum number of consecutive short nights.

Phytochromes exist as two interconvertible forms: Pr and Pfr. Pr is converted into Pfr during the day, so Pfr is more abundant in daylight hours. Pfr is converted into Pr at night, so there is more Pr at nighttime. Therefore, plants can determine the length of the day-night cycle by measuring the Pr/Pfr ratio at dawn. The long nights of winter reduce Pfr levels at dawn, while the shorter nights of spring result in higher Pfr levels at sunrise.

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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