Il fotoperiodismo definisce come molti organismi vegetali rispondono al variare del fotoperiodo, che è costituito dal rapporto tra ore di luce e di buio nell’arco delle 24 ore. Ciò comporta la presenza di un recettore e di un meccanismo di traduzione del segnale per stimolare o inibire una serie di reazioni. Il fotoperiodo varia durante l’anno (alla stessa latitudine) e al variare della latitudine (lo stesso giorno) ed è l’unico fattore ambientale che varia in modo costante nell’arco dell’anno nella stessa zona.
Il fotoperiodo è importante per la fioritura, la germinazione dei semi, l’inizio del periodo vegetativo, la formazione di gemme quiescenti, l’abscissione delle foglie. Vi sono però altri fattori ambientali-climatici che possono influire sui processi vegetali sopra descritti come per esempio la temperatura. In periodi invernali, l’alternarsi di giornate tiepide e di gelo potrebbero indurre la fioritura in modo precoce e pericoloso per la pianta stessa.
Un meccanismo fisiologico sensibile al fotoperiodo invece significa ridurre al minimo il rischio di innescare dei processi, come quelli citati sopra, in stagioni non adatte.
L’importanza che può assumere il fotoperiodismo sulle piante fu, essenzialmente, scoperta con le tecniche di innesto, e studiando poi i risultati ottenuti.
Rispetto all’alternanza giorno/notte, si possono infatti distinguere tre tipi distinti di piante:
- Piante longidiurne, che presentano la fioritura quando la luce del giorno supera le 12 ore. Esempi di piante longidiurne sono: spinaci, lattuga, cereali, piselli, barbabietola da zucchero e numerose piante selvatiche;
- Piante brevidiurne, che presentano il fenomeno della fioritura quando la luce del giorno dura meno di 12 ore (tabacco, mais, cotone, canapa, girasole ecc).
- Piante neutrodiurne, in cui il fenomeno della fioritura non risente della lunghezza o meno del giorno e della notte.
Se si prende una pianta brevidiurna di tabacco (Nicotiana tabacum), esposta quindi a poca intensità relativa dei raggi solari – e, quindi, giunta quasi alla fioritura – e si innesta su una pianta di tabacco isospecifica tenuta in prolungata illuminazione, scopriremo che il secondo tipo di pianta in cui è stato effettuato l’innesto arriva alla fioritura. Ne è stato dedotto che esista un ormone (appunto, della fioritura).
(Pianta di tabacco – http://w3.uniroma1.it/cav/icons/dispiant/tabacco.jpg )
Quindi, la funzione nel fotoperiodo non è tanto relativa alla durata dell’esposizione solare (che può essere interrotta dal buio per brevi periodi senza conseguenze), quanto alla durata dell’oscurità interrotta: infatti è stato trovato che un’interruzione anche pur lieve (a volte anche di un secondo) nel periodo di oscurità può modificare la fioritura.
Il Fotoperiodo nelle piante è determinato e guidato dal sistema dei fitocromi (facenti parte delle cromoproteine).
(Schema della trasformazione del fitocromo da una forma all’altra. Pr è il fitocromo P660 che assorbendo la luce visibile, qui indicata come red light, passa alla forma attiva P730 che è in grado di attivare diverse reazioni fisiologiche. L’assorbimento di radiazione nell’infrarosso, qui indicato come far-red, trasforma il fitocromo P730 in P660 interrompendo le funzioni attivate precedentemente.
Un fitocromo assorbe la luce a due diverse lunghezze d’onda, a 660nm e 730nm. Queste due lunghezze d’onda possono attivare o inattivare il pigmento e pertanto il fitocromo P730 se illuminato con una lunghezza d’onda di 730nm passa alla forma inattiva e diventa P660 e viceversa. La lunghezza d’onda di 660nm è compresa nella luce visibile e precisamente corrisponde al colore rosso, la seconda, ovvero quella a 730nm corrisponde all’infrarosso, invisibile per l’occhio umano. La Terra riflette nello spazio l’energia assorbita durante il giorno e la riflette nelle ore notturne. Tale riflessione comprende radiazioni dell’infrarosso tra cui quelle a 730nm. Quindi la trasformazione del fitocromo P660 in P730 avviene per assorbimento di radiazioni a 730nm e nelle ore notturne, viceversa avviene la trasformazione inversa, da P730 a P660 ma è più lenta.
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Spettro di assorbimento dei fitocromi P660 e P730. Sulle ascisse sono indicati i valori della lunghezza d’onda espressi in nanometri, sulle ordinate è indicata l’assorbanza. La linea nera corrisponde al P660 mentre la linea rossa al P730. – http://www.educa.aragob.es/iescarin/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%206/38-22b.jpg )
Il rapporto quantitativo tra le due forme di pigmento induce o inibisce una serie di reazioni biochimiche che sono regolate da ormoni tra cui le gibberelline, l’acido abscissico, le auxine e le chinetine. Non sono però del tutto chiari i meccanismi biochimici tra il fitocromo e gli ormoni.
(testo tratto da Scienze Naturali – Federico Motta Editore)
Link consigliato:
http://pacifici-net.it/biologia/Fisiologia%20Vegetale/l-fattori%20esterni%20e%20crescita%20della%20pianta.htm