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Lexikon der Biologie: Photoperiodismus

Photoperiodismus m [von *photo- , griech. periodos = Umlauf, Wiederkehr], Abhängigkeit des Wachstums, der Entwicklung und des Verhaltens von Pflanzen und Tieren von bestimmten Tages- bzw. Nachtlängen (Lichtfaktor, Chronobiologie [Tab.]). Tiere sind durch ihre Fähigkeit, die Tageslänge (Photoperiode) und somit auch die Jahreszeit zu „bestimmen“, z.B. in der Lage, Winterschlaf, Fellwechsel (Haarwechsel), Wanderungen (z.B. jahresperiodische Zugaktivität bei Vögeln; Vogelzug) oder ihre Fortpflanzung an den Jahresgang anzupassen ( vgl. Infobox ). Durch die Länge der täglichen Beleuchtungsdauer (Photoperiode) gesteuerte Reaktionen besitzen eine genetisch determinierte, kritische Tageslänge, die über Ablauf oder Hemmung der Reaktion entscheidet. Tageslängen unterhalb der kritischen Tageslänge heißen Kurztag, oberhalb derselben Langtag. Bei der photoperiodischen Steuerung der Blütenbildung unterscheidet man z.B. zwischen Kurztagpflanzen und Langtagpflanzen ( vgl. Infobox , vgl. Abb. 1 und vgl. Abb. 2 ). Grundlage der photoperiodischen Steuerung ist das Zusammenwirken von Photorezeptoren (Phytochrom-System, Blaulichtrezeptor) mit einem endogenen Zeitmeßvorgang, der circadianen Rhythmik oder physiologischen Uhr. Pflanzen tropischer Herkunft sind oft tagesneutral (tagneutrale Pflanzen), zeigen also keinen Photoperiodismus. Ein einziger Lichtblitz in der Nacht genügt, um der Pflanze einen „Langtag“ vorzuspiegeln. Dies wird technisch genutzt, um den Blühzeitpunkt von Gewächshausblumen energiesparend exakt zu steuern (Blühinduktion). Chronobiologie (Farbtafel), Dämmerung, Jahreszyklen.



Photoperiodismus

Abb. 1:
Regulation der Blütenbildung. Kurztagpflanzen blühen nur, wenn die kritische Nachtlänge (gestrichelte Linie) überschritten wird. Langtagpflanzen verhalten sich genau umgekehrt. Die Abb. zeigen, wie durch Störlicht die photoperiodische Blühinduktion gezielt beeinflußt werden kann.



Photoperiodismus

Abb. 2:
Störlichtexperimente zur Rolle der Phytochrome. Oben links und Mitte ist die Situation für Kurztage bzw. Langtage dargestellt (gestrichelte Linie = kritische Nachtlänge). Die unterschiedlichen Bestrahlungsprogramme mit Hellrot- (HR) und Dunkelrotlicht (DR) beweisen die Rolle der Phytochrome bei der photoperiodischen Blühinduktion

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