โฟโตเพอริโอดิซึม
โฟโตเพอริโอดิซึม (อังกฤษ: Photoperiodism)หรือการตอบสนองต่อช่วงแสง เป็นปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิตในการตอบสนองต่อความยาวของกลางวันหรือกลางคืน เกิดขึ้นทั้งในพืชและสัตว์
ในพืช[แก้]
พืชมีดอกส่วนใหญ่จะมีโปรตีนรับแสง (photoreceptor protein) เช่นไฟโตโครม เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลเกี่ยวกับความยาวของกลางคืน หรือช่วงที่มีแสงเพื่อสร้างสัญญาณสำหรับการออกดอก พืชที่ตอบสนองต่อช่วงแสงอย่างแน่นอนจะต้องการกลางคืนที่ยาวหรือสั้นก่อนออกดอก ในขณะที่พืชที่ตอบสนองต่อช่วงแสงไม่ชัดเจนจะออกดอกในช่วงที่มีแสงเหมาะสม โดยการออกดอกจะขึ้นกับระยะเวลาของกลางคืน พืชที่ตอบสนองต่อช่วงแสงจะแบ่งเป็นพืชวันยาวกับพืชวันสั้น ขึ้นกับกลไกที่ถูกควบคุมด้วยจำนวนชั่วโมงตอนกลางคืนไม่ใช่ความยาวของช่วงกลางวัน โดยแสงทำให้ไฟโตโครมอยู่ในรูปที่ทำงานได้ กลายเป็นนาฬิกาชีวภาพสำหรับวัดเวลากลางวันหรือกลางคืน นอกจากการออกดอก การตอบสนองต่อช่วงแสงยังขึ้นกับการเจริญของยอดหรือรากในแต่ละฤดู หรือการร่วงของใบ
ความยาวของช่วงกลางวันที่มีผลต่อการออกดอกของพืชเรียกว่าช่วงวันวิกฤติ (Critical day length) ส่วนใหญ่พืชที่ตอบสนองต่อช่วงวันมักเป็นพืชในเขตอบอุ่นแบ่งพืชตามการตอบสนองต่อช่วงวันออกเป็นสามกลุ่มคือ
- พืชวันสั้น คือพืชที่ออกดอกเมื่อช่วงกลางวันสั้นกว่าช่วงวันวิกฤติ เช่น เบญจมาศ ยาสูบ สตรอเบอรี่
- พืชวันยาว คือพืชที่ออกดอกเมื่อช่วงกลางวันยาวกว่าช่วงวันวิกฤติ เช่น ข้าวสาลี ผักโขม
- พืชที่ไม่ตอบสนองต่อช่วงวัน การออกดอกของพืชไม่ขึ้นกับช่วงวัน เช่น มะเขือเทศ แตงกวา ฝ้าย
ในสัตว์[แก้]
ความยาวของช่วงเวลากลางวันเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับสัตว์หลายชนิด เนื่องจากการรับรู้ช่วงเวลานี้จะทำให้รู้ถึงฤดูกาล การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพและพฤติกรรมจำนวนมากนั้นขึ้นอยู่กับความรู้นี้ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปพร้อมกับช่วงแสง การเปลี่ยนแปลงของสีขน เส้นขน การอพยพ การจำศีล พฤติกรรมทางเพศ และแม้แต่ขนาดอวัยวะก็เปลี่ยนตาม
���น แมลง ความไวต่อช่วงแสงได้ถูกพิสูจน์แล้วว่าตัวรับแสง (photoreceptor) ที่อยู่ในสมอง ซึ่งจะส่งผลต่อแมลงที่อยู่ในช่วงต่าง ๆ ของชีวิตได้ โดยเป็นตัวชี้นำสภาพแวดล้อม (environmental cue) สำหรับกระบวนการทางสรีรวิทย��� อย่างเช่น การเกิดและการสิ้นสุดการฟักตัว (diapause) และการปรับรูปร่างตามฤดูกาล (seasonal morphs) ตัวอย่างเช่น ในแมลงช้างน้ำ (water strider) ชนิด Aquarius paludum
ความถี่ในการร้องเพลงของนกอย่างเช่น นกคีรีบูน ขึ้นอยู่กับช่วงแสง ในช่วงฤดูใบไม้ผลิที่ช่วงแสงเพิ่มขึ้น (มีแสงช่วงกลางวันมากขึ้น) อัณฑะของนกตัวผู้จะโตขึ้น เมื่ออัณฑะโตขึ้น ฮอร์โมนแอนโดรเจนจะถูกหลั่งมากขึ้น และความถี่ในการร้องเพลงก็มากขึ้นด้วย ในช่วงฤดูใบไม้ร่วงเมื่อช่วงแสงลดลง (มีแสงช่วงกลางวันน้อยลง) อัณฑะของตัวผู้จะเล็กลงและระดับแอนโดรเจนจะตกลงมาก ส่งผลให้ร้องเพลงน้อยลง ไม่เพียงแต่ความถี่ในการร้องเพลงเท่านั้นที่ขึ้นกับช่วงแสง แต่รายการเพลง (song repertoire) ก็ด้วยเช่นกัน ช่วงแสงนานในฤดูใบไม้ผลิทำให้เกิดรายการเพลงมากขึ้น ช่วงแสงสั้นในฤดูใบไม้ร่วงทำให้รายการเพลงน้อยลง การเปลี่ยนแปลงทางพฤติกรรมจากช่วงแสงในนกคีรีบูนเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในสมองส่วนศูนย์รวมการร้องเพลง (song center) เมื่อช่วงแสงยาวขึ้น ส่วน high vocal center (HVC) และ robust nucleus of the archistriatum (RA) จะมีขนาดใหญ่ขึ้น และเมื่อช่วงแสงสั้นลง บริเวณในสมองเหล่านี้จะเล็กลง
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ช่วงวันจะถูกบันทึกโดย suprachiasmatic nucleus (SCN) โดยอาศัยเซลล์ปมประสาทไวแสงในจอประสาทตา (retinal light-sensitive ganglion cells) ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการมองเห็น ข้อมูลจะเคลื่อนที่ผ่านทาง retinohypothalamic tract (RHT) ในสัตว์ส่วนใหญ่ ฮอร์โมน เมลาโทนิน (melatonin) จะถูกผลิตโดย pineal gland เฉพาะในชั่วโมงที่มีความมืดเท่านั้น ซึ่งจะถูกกระตุ้นจากสัญญาณอินพุตผ่าน RHT และจังหวะชีวิต (circadian rhythm) ที่มีโดยกำเนิด สัญญาณฮอร์โมนนี้ เมื่อบวกกับสัญญาณเอาต์พุตจาก SCN จะทำให้ส่วนอื่นๆ ของร่างกายรับรู้เวลาของวัน และระยะเวลาที่เมลาโทนินถูกปล่อยก็คือวิธีที่ร่างกายจะรับรู้ช่วงเวลาในแต่ละปี
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดเป็นสัตว์ตามฤดูกาลอย่างมาก มีทัศนคติที่มองว่าฤดูกาลในมนุษย์เป็นผลพลอยได้จากวิวัฒนาการเป็นส่วนใหญ่ อัตราการเกิดของมนุษย์ผันแปรตามฤดูกาล และเดือนที่มีการเกิดสูงสุดดูจะผันแปรไปตามละติจูด ฤดูกาลที่ส่งผลต่อการเกิดของมนุษย์ดูเหมือนจะลดลงมาตั้งแต่สมัยปฏิวัติอุตสาหกรรม
ดูเพิ่ม[แก้]
- D.E. Fosket, Plant Growth & Development, A Molecular Approach. Academic Press, San Diego, 1994, p. 495.
- B. Thomas and D. Vince-Prue, Photoperiodism in plants (2nd ed). Academic Press, 1997.
 | บทความชีววิทยานี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล |