Fotoperiodismo

O fotoperiodismo é a resposta biológica dos seres vivos à variação da duração do dia e da noite ao longo dos meses, de acordo com as estações do ano.

Animais e plantas reconhecem o período de luz disponível ao longo do dia e adaptam seus ciclos de vida de acordo com essa informação. Esse mecanismo é fundamental para que consigam responder às mudanças das estações, influenciando processos como a reprodução, a migração, o crescimento e a floração.

Para compreender melhor esse fenômeno, alguns conceitos prévios são importantes:

• Ritmos biológicos em animais: os seres vivos possuem um “relógio interno” (ritmo circadiano), que organiza atividades como sono e alimentação, regulado por estímulos externos, principalmente da luz.
• Hormônios: substâncias químicas que controlam processos fisiológicos e comportamentais. No fotoperiodismo animal, a melatonina é o principal hormônio.
• Fotorreceptores em plantas: proteínas chamadas fitocromos, que percebem a presença ou ausência de luz e desencadeiam respostas de crescimento e floração.
• Estações do ano: o comprimento dos dias e noites varia ao longo do ano e funciona como sinal para que animais e plantas sincronizem seus ciclos.

Fotoperiodismo em animais

Nos animais, o fotoperíodo é percebido principalmente por meio da luz captada pelos olhos. Essa captação influencia a atividade da glândula pineal. Essa glândula, por sua vez, regula a produção de melatonina, cuja concentração varia conforme a duração do dia e da noite.

Fotoperíodo e a produção de melatonina

• Percepção da luz: a retina detecta a quantidade de horas de claridade.
• Glândula pineal: responde a essa informação e regula a liberação de melatonina.

Melatonina: tem a sua produção aumentada durante a noite (baixa luminosidade) e diminuída durante o dia (alta luminosidade).

Logo, quando os dias começam a se tornar mais curtos (outono e inverno), a taxa diária de melatonina aumenta no organismo, alterando a fisiologia e o comportamento dos animais. O oposto ocorre nos períodos de dias mais longos (primavera e verão).

Alterações comportamentais ligadas ao fotoperiodismo

• Reprodução: durante os dias mais longos, as fêmeas de muitas aves e mamíferos entram em período fértil para se reproduzirem nas épocas de maior disponibilidade de alimento.
• Migração: No outono, quando os dias começam a ficar mais curtos, aves e peixes utilizam são estimulados a migrarem pela queda de melatonina.
• Hibernação: em regiões frias, o encurtamento dos dias no outono e inverno desencadeia aumento da melatonina, reduzindo a atividade metabólica e preparando os animais para a hibernação.

Alterações fisiológicas ligadas ao fotoperiodismo

• Troca de pelagem: mamíferos de clima frio, como lebres e raposas, mudam a cor e densidade do pelo de acordo com a concentração da melatonina.
• Acúmulo de reservas: em alguns animais, a baixa concentração da melatonina estimula o acúmulo de gordura, preparando o corpo para o inverno.

Fotoperiodismo em plantas

Nas plantas, o fotoperíodo é percebido por fitocromo, pigmentos que funcionam como sensores de luz. Eles registram a quantidade de horas de luz e de escuridão, permitindo que a planta regule o seu desenvolvimento de acordo com as estações do ano. O principal processo regulado pelo fotoperíodo é a floração.

Fotoperíodo e as modificações dos fitocromos

• Fitocromo: absorvem luz vermelha (luz intensa) e vermelha-distante (luz fraca), mudando de forma e ativando respostas internas.

Nas plantas são encontrados dois tipos de fitocromos: o Fitocromo R e o Fitocromo F. As duas formas podem se converter uma na outra de acordo com a luminosidade.

Quando a luz está mais intensa (luz vermelha), a forma R se converte na forma F do fitocromos.

Nos horários de luz mais fraca, como no amanhecer ou no pôr do sol, (luz vermelha-distante) e no escuro, a forma F retorna para a forma R.

• Percepção do escuro: em períodos de menor tempo de luz observa-se maior concentração do Fitocromo R nas plantas. Durante os dias mais longos, a concentração de Fitocromo F é maior.
• Regulação gênica: a formação do fitocromo F leva à ativação ou inibição de genes relacionados à floração.

Tipos de plantas quanto ao fotoperíodo

• Plantas de dia curto: o fitocromo F são inibidores da floração, então elas florescem quando a noite é longa (ex.: crisântemo, morangueiro).
• Plantas de dia longo: o fitocromo R é estimulador da floração, então elas florescem quando os dias são mais longos (ex.: trigo, espinafre).
• Plantas indiferentes: não dependem do fotoperíodo para florescer (ex.: tomate, milho).

Consequências do fotoperiodismo nas plantas

• Sincronização da reprodução: garante que a floração ocorra em condições climáticas favoráveis.
• Adaptação ao ambiente: possibilita maior chance de sobrevivência e sucesso reprodutivo.
• Controle agrícola: permite que agricultores manipulem o fotoperíodo artificialmente em estufas para induzir floração fora da estação natural.

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