La primavera è finalmente arrivata, e ovunque si guardi i fiori stanno cominciando a fiorire. Ma, come diavolo le piante conoscono la sua primavera e che il suo tempo per iniziare a fiorire?
Il controllo sul tempo di fioritura delle piante è estremamente importante. Ad esempio, gli impollinatori di insetti sono in giro solo in determinati periodi dell’anno. Se una pianta dovesse iniziare a fiorire troppo presto, o tardi, l’impollinazione e la produzione della prossima generazione di piante non avverrebbero.
Per garantire la fioritura al momento giusto, le piante si basano su una serie di fattori ambientali che aiutano a dire loro quando iniziare la fioritura, tra cui: disponibilità di cibo, luce e temperatura. Questi fattori sono tutti collegati in una rete complessa. Questa complessa rete aiuta anche le piante a non rispondere in modo errato a un singolo segnale ambientale di fioritura. Ad esempio, se una pianta si basasse esclusivamente sulla temperatura come segnale, potrebbe finire per fiorire troppo presto – pensate a quelle strane giornate “calde” all’inizio dell’inverno, seguite subito dopo da forti gelate o neve
La questione di come le piante percepiscano il tempo di fiorire è molto complessa, ed è ancora in fase di definizione ora. In questo post parlerò molto brevemente di come la luce del giorno e la temperatura possono influenzare il tempo di fioritura delle piante, collegherò un sacco di articoli molto più approfonditi alla fine se volete leggere in questo più!
Luce del giorno:
Uno dei fattori più importanti che controllano il tempo di fioritura è il fotoperiodo – o il numero di ore di luce e oscurità a cui una pianta è esposta. Spesso si pensa che sia il numero di ore di luce che è importante per la fioritura delle piante ma è in realtà la lunghezza dell’oscurità che è la più importante!
Una pianta che ha bisogno di un lungo periodo di oscurità sono chiamati piante ‘giorno corto’. Molte piante primaverili sono piante a giorno corto, queste richiedono meno di 12 ore di luce al giorno, più di questo fermerà la formazione di fiori.
Le piante di lunga giornata d’altra parte inizieranno a fiorire solo una volta che inizieranno a ricevere più di 12 ore di luce al giorno. La maggior parte delle piante estive e le verdure sono piante a lunga giornata.
Ci sono anche le cosiddette piante “neutrali al giorno” che non rientrano in nessuna delle due categorie, il che significa che fioriscono indipendentemente dalla durata del giorno probabilmente basandosi invece su altri segnali ambientali.
Quindi, come percepiscono le piante questo cambiamento nella durata della notte? Molte piante da fiore utilizzano una molecola di fotorecettori per percepire il cambiamento nella lunghezza della notte.
Esistono due tipi di molecole di fotorecettori: fitocromi che percepiscono la luce rossa / lontano-rossa e criptocromi che percepiscono la luce blu/uva.
I fitocromi permettono alle piante di percepire quando è giorno e notte – attraverso l’esposizione alla luce rossa, che è presente alla luce del giorno. I fitocromi hanno due forme: la forma di assorbimento della luce rossa attiva e la forma di assorbimento della luce rossa inattiva. Quando il fitocromo è nella sua forma attiva promuove la crescita delle piante, mentre la forma inattiva impedisce la crescita delle piante.
I criptocromi sono un altro tipo di fotorecettore importante per il fotoperiodismo, che collega il ritmo circadiano con la luce. Ritmo circadiano è quando un processo biologico va su e giù entro un periodo di 24 ore.
Questi due recettori lavorano insieme nella pianta per aiutare a controllare la risposta della pianta alla luce del giorno – questo è un processo piuttosto complesso, e un sacco di lavoro è ancora in corso in questo settore per capire appieno come questi due fotorecettori controllano l’iniziazione dei fiori.
La nostra conoscenza di questi fotorecettori, e le risposte delle piante alla luce rossa e blu, è qualcosa che siamo in grado di sfruttare. Comunemente manipoliamo l’esposizione alla luce delle piante e la composizione della luce innaturale (i.e rosso / blu quantità in illuminazione a LED) per stimolare la fioritura delle piante fuori della loro stagione naturale questo significa che possiamo ottenere frutta, verdura e fiori tutto l’anno nonostante le mutevoli lunghezze giorno-notte.
Temperatura:
Molte piante hanno un punto debole – una temperatura alla quale i loro semi germinano meglio. I semi fissati a una temperatura ottimale inferiore (ad esempio troppo freddo) spesso non germinano. Ciò significa che le piante devono fare attenzione quando prendono segnali dalla temperatura. Il processo di rilevamento della temperatura è un meccanismo complesso nelle piante – con le piante che percepiscono sia la temperatura dell’aria che del suolo. Il percorso di segnalazione cellulare che porta allo sviluppo del fiore dipende spesso dall’attivazione e dalla disattivazione di diverse molecole contemporaneamente per “attivare” il percorso di fioritura. Ciò impedisce che i fiori inizino a fiorire prematuramente, ad esempio in risposta a un giorno caldo all’inizio dell’inverno.
Molte piante utilizzano anche un processo noto come vernalizzazione per la fioritura. Questo è quando una pianta ha bisogno di un periodo di freddo prolungato prima che siano in grado di seminare e iniziare la fioritura.
Questa caratteristica è qualcosa che può causare difficoltà alle piante di fronte ai cambiamenti climatici. In futuro potremmo avere inverni più miti, con una mancanza di lunghi periodi freddi. Poiché molte piante richiedono questi periodi freddi per la fioritura in primavera e in estate, l’assenza di giorni freddi può influire sulla germinazione delle piante. Questa è una considerazione particolarmente importante con le piante coltivate.
La vernalizzazione e l’impatto climatico sulla crescita e la fioritura delle piante sono un’area di scienza delle piante che viene attualmente esaminata in modo molto dettagliato. Anche se sappiamo un po ‘ di come le piante rispondono alla temperatura, ci sono ancora molte incognite. Se siamo in grado di capire pienamente questi processi, potremmo essere in grado di aiutare a trovare modi per dimostrare pienamente il futuro dei nostri raccolti, indipendentemente dalle stagioni.
Questa è solo una rapida introduzione alla fioritura delle piante – assicurati di controllare alcuni dei link qui sotto se vuoi scoprire ancora di più sulle complessità della fioritura!
http://extension.oregonstate.edu/gardening/what-are-short-day-and-long-day-plants
http://flor.hrt.msu.edu/assets/Uploads/Red-light3.pdf – breve articolo sull’effetto della luce rossa sulla crescita delle piante.
http://www.plantphysiol.org/content/123/1/39 – approfondimento su fotorecettori e regolazione del tempo di fioritura
http://plantcellbiology.masters.grkraj.org/html/Plant_Growth_And_Development11-Physiology_Of_Vernalization.htm – Articolo di approfondimento su vernalizzazione e fioritura