Muchas plantas con flores (angiospermas) utilizan una proteína fotorreceptora, como el fitocromo o el criptocromo, para percibir los cambios estacionales en la duración de la noche, o fotoperiodo, que toman como señales para florecer. En una subdivisión más, las plantas fotoperiódicas obligadas requieren absolutamente una noche lo suficientemente larga o corta antes de la floración, mientras que las plantas fotoperiódicas facultativas son más propensas a florecer bajo una condición.
El fitocromo viene en dos formas: Pr y Pfr. La luz roja (presente durante el día) convierte el fitocromo en su forma activa (pfr). Esto desencadena el crecimiento de la planta. A su vez, la luz roja lejana, presente en la sombra o en la oscuridad, convierte el fitocromo de pfr a pr. El Pr es la forma inactiva del fitocromo y no permite el crecimiento de la planta. Este sistema de conversión de Pfr a Pr permite a la planta percibir cuándo es de noche y cuándo es de día. El Pfr también puede volver a convertirse en Pr mediante un proceso conocido como reversión oscura, en el que largos periodos de oscuridad desencadenan la conversión del Pfr. Esto es importante en relación con la floración de las plantas. Los experimentos de Halliday et al. demostraron que la manipulación de la relación entre el rojo y el rojo lejano en Arabidopsis puede alterar la floración. Descubrieron que las plantas tienden a florecer más tarde cuando se exponen a más luz roja, lo que demuestra que la luz roja inhibe la floración. Otros experimentos lo han demostrado exponiendo a las plantas a más luz roja en mitad de la noche. Una planta de día corto no florecerá si se enciende la luz durante unos minutos en mitad de la noche y una planta de día largo puede florecer si se expone a más luz roja en mitad de la noche.
Los criptocromos son otro tipo de fotorreceptores que son importantes en el fotoperiodismo. Los criptocromos absorben la luz azul y la UV-A. Los criptocromos hacen que el reloj circadiano se adapte a la luz. Se ha descubierto que tanto la abundancia de criptocromos como de fitocromos depende de la luz y que la cantidad de criptocromos puede cambiar en función de la duración del día. Esto demuestra la importancia de ambos fotorreceptores en lo que respecta a la determinación de la duración del día.
En 1920, W. W. Garner y H. A. Allard publicaron sus descubrimientos sobre el fotoperiodismo y consideraron que la duración de la luz del día era fundamental, pero más tarde se descubrió que la duración de la noche era el factor de control. Las plantas de floración fotoperiódica se clasifican como plantas de día largo o plantas de día corto aunque la noche sea el factor crítico debido al malentendido inicial sobre la luz del día como factor de control. Junto con las plantas de día largo y las plantas de día corto, hay plantas que entran en una «categoría de doble duración del día». Estas plantas son plantas de día largo y corto (LSDP) o plantas de día corto y largo (SLDP). Las LSDP florecen tras una serie de días largos seguidos de días cortos, mientras que las SLDP florecen tras una serie de días cortos seguidos de días largos. Cada planta tiene un fotoperiodo crítico de diferente duración, o duración crítica de la noche.
Los biólogos modernos creen que es la coincidencia de las formas activas del fitocromo o criptocromo, creadas por la luz durante el día, con los ritmos del reloj circadiano lo que permite a las plantas medir la duración de la noche. Además de la floración, el fotoperiodismo en las plantas incluye el crecimiento de los tallos o las raíces durante ciertas estaciones y la pérdida de hojas. La iluminación artificial puede utilizarse para inducir días extra largos.
Plantas de día largoEditar
Las plantas de día largo florecen cuando la duración de la noche cae por debajo de su fotoperiodo crítico. Estas plantas suelen florecer a finales de la primavera o principios del verano cuando los días se alargan. En el hemisferio norte, el día más largo del año (solsticio de verano) se produce alrededor del 21 de junio. Después de esa fecha, los días se acortan (es decir, las noches se alargan) hasta el 21 de diciembre (el solsticio de invierno). Esta situación se invierte en el hemisferio sur (es decir, el día más largo es el 21 de diciembre y el más corto el 21 de junio).
Algunas plantas obligadas a tener días largos son:
- Clavel (Dianthus)
- Beleño (Hyoscyamus)
- Avena (Avena)
Algunas plantas facultativas de días largos son:
- Guisante (Pisum sativum)
- Cebada (Hordeum vulgare)
- Lechuga (Lactuca sativa)
- Trigo (Triticum aestivum)
Plantas de día cortoEditar
Las plantas de día corto florecen cuando las longitudes nocturnas superan su fotoperiodo crítico. No pueden florecer bajo noches cortas o si un pulso de luz artificial brilla sobre la planta durante varios minutos durante la noche; requieren un período continuo de oscuridad antes de que el desarrollo floral pueda comenzar. La luz natural de la noche, como la luz de la luna o los relámpagos, no es de suficiente brillo o duración para interrumpir la floración.
En general, las plantas de día corto (es decir, de noche larga) florecen a medida que los días se acortan (y las noches se alargan) después del 21 de junio en el hemisferio norte, que es durante el verano u otoño. La duración del período de oscuridad requerido para inducir la floración difiere entre las especies y las variedades de una especie.
El fotoperiodismo afecta a la floración al inducir al brote a producir yemas florales en lugar de hojas y yemas laterales.
Algunas plantas facultativas de día corto son:
- Kenaf ( Hibiscus cannabinus)
- Marihuana (Cannabis)
- Algodón (Gossypium)
- Arroz (Oryza)
- Jowar (Sorghum bicolor)
- Green Gram (Mung bean, Vigna radiata)
- Soja (Glycine max)
Plantas de día neutroEditar
Las plantas de día neutro, como los pepinos, rosas, tomates y Ruderalis (cannabis autofloreciente) no inician la floración en función del fotoperiodismo. En su lugar, pueden iniciar la floración después de alcanzar una determinada etapa de desarrollo general o edad, o en respuesta a estímulos ambientales alternativos, como la vernalización (un período de baja temperatura).