פוטוסינתזה אבן בניין של המערכת האקולוגית שלנו

מהו פוטופריודיזם?

Photoperiodism מתייחס לתגובה של מחזור הצמיחה של הצמח (פנולוגיה) לשינויים באורך היום או photoperiod. זוהי יכולת בצמחים להגיב לאורך היום או הלילה לגבי צמיחה ופריחה. לדוגמה, חלק מהצמחים מסיימים את כל מחזור חייהם, מהנביטה ועד הפריחה, תוך פחות משנה אחת. אלה נקראים שנתיים. לאחרים לוקח שנתיים או יותר להשלים את מחזור החיים שלהם. אלה נקראים רב שנתיים. רוב הצמחים החד-שנתיים וחלקם הרב-שנתיים הם פוטו-פריודיים ובעלי טיימר פנימי שגורם להם להתחיל לצמוח כשהימים ארוכים מספיק, גם אם אין גשם או שהאדמה עדיין לא חמה מספיק לנביטה. באופן דומה, כאשר הימים הופכים קצרים מדי, צמח מפסיק לצמוח, גם אם האדמה חמה מספיק כדי להישאר פעילה ולהמשיך לצמוח. אז, פוטופריודיזם הוא היכולת של צמח "לדעת" כמה אור יש, גם כאשר האור הזה אינו מאיר ישירות על הצמח. תגובת צמח לשינויים באורך היום משורטטת כעקומת תגובת תמונה. העקומה מציגה את אורך היום הקריטי שמעליו צמח מקדם פריחה ואת אורך היום שבו הצמח הופך לא רגיש לשינויים באורך היום. בולטות מספר תגובות צמחיות לשינויים באורך היום, ביניהן השינוי בדפוס הצמיחה של הצמח, השינוי בסדר מועד מתרחשות פונקציות מסוימות בצמח ושינוי במספר הכימיקלים המסוימים שהצמח מייצר.

איך צמח חש את אורך היום?

צמחים יכולים לחוש את אורך היום על ידי מדידת שינויים ברמת הורמון הצומח הנקרא ג'יברלין (GA). GA נמצא בשפע יותר בחלקים הגדלים של הצמח, בקצות היורה, מאשר בשורשים. העלייה היחסית ברמות ה-GA בקצות היורה לאחר אורך יום מסוים היא שמקדמת פריחה בצמחים. צמח בחושך לא עושה שום GA. כאשר החלק הגדל של הצמח חש באורך מסוים של היום, הוא מתחיל ליצור GA. GA זה מורגש על ידי חלקים אחרים של הצמח, וצמיחת הצמח משתנה.

מתי צמח מגיב לשינויים באורך היום?

עבור רוב הצמחים, הפריחה מקודמת על ידי הגדלת אורך היום. כך, תהליך ייצור הפרחים מופעל על ידי אורך היום, הנמדד בדרך כלל בשעות אור. צמח, לעומת זאת, אינו מתחיל לפרוח כאשר הוא מקבל 18 שעות של אור ביום. מספר שעות האור ביום חייב לעלות מעל ערך מסוים, אך הערך המדויק תלוי בסוג הצמח. תגובת הפריחה להגדלת אורך היום מופעלת על ידי שילוב של גורמים, כולל אורך היום, טמפרטורה וכמות יחסית של אור וחושך במהלך היום. אורך היום הקריטי שמעליו צמח מקדם פריחה קשור לטמפרטורה. לדוגמה, מין צמחי עשוי לקדם פריחה כאשר אור נוכח במשך 14 שעות ב-20 מעלות צלזיוס, אך אותו מין צמחי עשוי לדרוש רק 10 שעות של אור ב-10 מעלות צלזיוס. הכמות היחסית של אור וחושך במהלך היום יכולה להשפיע גם על מועד הפריחה. אם צמח נחשף לתקופות ארוכות של אור ולתקופות קצרות של חושך, הפריחה עלולה להתעכב.

עקומת תמונה-תגובה

אם תגובת צמח לאורכו של היום עולה על גבי גרף, הגרף נקרא עקומת תגובת צילום. עקומת תגובת תמונה מראה שני דברים חשובים. ראשית, הוא מראה את אורך היום הקריטי שמעליו צמח מקדם פריחה. הדבר השני שמראה עקומת תגובת צילום הוא אורך היום שבו צמח הופך לא רגיש לשינויים באורך היום. במילים אחרות, כאשר הצמח "שוכח" שהימים מתארכים ומפסיק לקדם פריחה. אורך היום שבו צמח שוכח שינויים באורך היום חשוב לחקלאים וגננים המשתמשים בפוטופרודיזם כדי לשלוט בפריחה. לדוגמה, חקלאי עשוי לרצות לקצור אפונה כאשר הימים אורכים 14 שעות. לשם כך, שתילי אפונה גדלים במיכלים כהים ונחשפים לאורכי יום הולכים וגדלים. כאשר אורך היום הוא 14 שעות, הצמחים נחשפים לאור ונקצרים זמן קצר לאחר מכן.

תגובות צמחים לשינויים באורך היום

ישנן מספר תגובות צמחיות לשינויים באורך היום. הבולט ביותר הוא השינוי בדפוס הצמיחה של הצמח. באביב, צמחים גדלים לאט יותר ומייצרים פרחים. בסתיו, הצמחים גדלים מהר יותר ולא מייצרים פרחים. צמחים מגיבים גם לשינויים באורך היום על ידי שינוי הסדר שבו מתרחשות פונקציות מסוימות בצמח. לדוגמה, באביב, כאשר צמחים גדלים לאט, פוטוסינתזה מתרחשת תחילה. עם זאת, בסתיו, כאשר הצמחים גדלים במהירות, הנשימה מתרחשת תחילה. לבסוף, צמחים מגיבים לשינויים באורך היום על ידי שינוי מספר הכימיקלים מסוימים שהם מייצרים. לדוגמה, כאשר צמחים חשים שהימים מתקצרים, הם מייצרים פחות כלורופיל. זה גורם לעלים של הצמח להשתנות ירוק לצהוב או אדום. זה עוזר לצמח לחסוך באנרגיה במהלך ימי הסתיו הקצרים יותר.