Фотопериодизм

Фотопериодизм — это реакция растений на соотношение длины дня и ночи (фотопериоды), которая выражается в изменении процессов их роста и развития. Эта реакция связана с приспособлением жизненного цикла (онтогенеза) к сезонным изменениям внешних условий.

Одним из ключевых проявлений фотопериодизма является реакция зацветания растений. В зависимости от требований к длине светового дня для перехода к цветению растения традиционно делят на несколько групп:

• Растения длинного дня — зацветают при продолжительности светового периода более 12–14 часов в сутки (например, рожь, пшеница, клевер).
• Растения короткого дня — для цветения им необходима длина дня менее 12 часов (например, соя, просо, хризантема).
• Растения нейтрального дня — цветение у них слабо зависит или не зависит от длины светового периода (например, томат, гречиха, некоторые сорта гороха).

Механизм фотопериодической реакции основан на способности растения воспринимать световой сигнал с помощью специального пигмента — фитохрома, который существует в двух взаимопревращаемых формах. Соотношение этих форм информирует растение о времени суток и времени года, что служит сигналом для запуска или торможения определённых физиологических программ.

Современный контекст

Современные исследования значительно углубили понимание фотопериодизма. Установлено, что ключевая реакция на длину дня происходит в листьях, где под её влиянием образуется сигнальное соединение — «гормон цветения» флориген. Долгое время его природа оставалась загадкой. В 2000-х годах было доказано, что в роли системного флоригена у многих растений выступает белок FT (FLOWERING LOCUS T), который синтезируется в листьях и транспортируется по флоэме к верхушке побега, где запускает генетическую программу формирования цветков.

Классическое деление на растения длинного и короткого дня сегодня рассматривается как упрощённая модель. Выяснилось, что важнейшую роль играет не абсолютная продолжительность светового периода, а продолжительность непрерывного тёмного периода. Кроме того, реакция часто зависит от комбинации факторов: длины дня, температуры (явление яровизации) и возраста растения. Молекулярно-генетические механизмы фотопериодизма активно изучаются, особенно на модельном растении Arabidopsis thaliana (Резуховидка Таля).