- O que é fotoperíodo e fotoperiodismo?
O fotoperíodo é definido como a duração do dia em relação à noite em um período de 24 horas e fotoperiodismo é a capacidade de um organismo em perceber o comprimento do dia.
- Como funciona o fotoperíodo?
O fotoperíodo muda ao longo do ano devido a translação da Terra e ele depende da latitude. Na linha do Equador, os comprimentos do dia e da noite são iguais durante o ano todo. Deslocando-se em direção aos polos, os dias são mais longos no verão e mais curtos no inverno.
O fotoperiodismo é observado tanto em animais quanto em plantas.
Ao longo da evolução as espécies desenvolveram receptores específicos para detectar variação no fotoperíodo e controlar endogenamente os processos fisiológicos em sincronia com a mudança de luz no ambiente.
O fotoperiodismo evoluiu com uma resposta adaptativa conferindo vantagens essenciais para a perpetuação das espécies.
- O que o fotoperíodo influencia em animais?
No reino animal, o comprimento do dia, juntamente com a temperatura, controla atividades como a hibernação, estivação e a migração.
Muitas espécies de aves e algumas de insetos dependem do fotoperiodismo para se orientarem quanto à época de migração e a rota migratória.
Os ruminantes apresentam alterações nas características reprodutivas e produtivas (Silva et al., 2018) e as galinhas poedeiras têm o ciclo reprodutivo estabelecido pela quantidade de luz a que estão expostas.
Tais galinhas têm um fotoperíodo crítico, ou seja, uma quantidade específica de luz que estimula a produção de ovos. O aumento da exposição à luz, como na primavera, atua como um sinal para iniciar ou intensificar o ciclo reprodutivo, ao passo que no inverno, pela duração do dia, a postura pode ser reduzida ou interrompida.
Para contornar essas questões, a suplementação com luz artificial, é utilizada para maximizar a produção de ovos. Isso permite também a produção contínua ao longo do ano, ao invés de seguir um padrão sazonal que seria o normal da espécie.
- O que o fotoperíodo influencia em plantas?
Já nas plantas, o início do florescimento, reprodução assexual e formação de órgãos de reserva, são exemplos de processos regulados por fotoperíodo.
Algumas plantas, como estratégia de sobrevivência, desenvolveram mecanismos para evitar geadas ou secas com base na variação de fotoperíodo.
Classificação das plantas quanto à resposta fotoperiódica
As plantas de dias curtos (PDC) florescem apenas em dias curtos, ou seja, quando o comprimento do dia fica abaixo do fotoperíodo crítico. Ex.: soja e arroz.
Por outro lado, plantas de dias longos (PDL) tem o florescimento estimulado somente quando o comprimento do dia fica acima do fotoperíodo crítico. Ex.: alface, beterraba e aveia (Figura 1).
As respostas das espécies à condição fotoperiódica é muito variável, então, os dois grupos acima foram subdivididos em espécies de resposta qualitativa e quantitativa. As PDC e PDL qualitativas são as que a condição fotoperiódica é obrigatória para o florescimento, ao passo que nas espécies quantitativas o fotoperiodismo apenas favorece a indução floral.
O comprimento do dia isoladamente não é um sinal forte, então as plantas possuem várias adaptações para melhor perceberem a época do ano em que estão, e distinguir, por exemplo, entre primavera e outono. Uma delas é a fase juvenil e outra é a ligação da exigência de temperatura com fotoperiodismo. O trigo de inverno, por exemplo, não responde ao fotoperíodo até que tenha passado por um período de frio (vernalização).
Algumas plantas percebem as variações sazonais de luz pela distinção entre dias que estão encurtando ou alongando. Tais plantas se enquadram em duas categorias:
- Plantas de dias longos-curtos (PDLC): florescem apenas depois de uma sequência de dias longos seguidos por dias curtos, ou seja, final do verão e começo do outono. Ex. Kalanchoe.
- Plantas de dias curtos-longos (PDCL): florescem apenas depois de uma sequência de dias curtos seguidos por dias longos, ou seja, início da primavera. Ex: Trevo-branco.
Por fim, as plantas de dias neutros ou indiferentes são aquelas que não dependem do fotoperíodo para florescer, estando o florescimento sob regulação autônoma e sob algum tipo de influência externa.
Muitas plantas anuais de deserto, por exemplo, florescem quando há disponibilidade de água. Outras dependem de temperatura. O feijoeiro é um exemplo de planta de dia neutro.
As plantas monitoram o comprimento do dia pela duração da noite. PDC podem florescer em períodos de luz mais longos que o valor crítico, desde que sejam seguidos por noites longas. Já as PDL podem florescer em dias curtos, desde que o comprimento da noite também seja curto. Elas não florescem em dias longos seguidos de noites longas.
Portanto, o que importa é o tamanho do período de escuro. Assim, podemos classificar de forma mais didática as plantas de dias curtos como “plantas de noites longas” e as plantas de dias longos como “plantas de noites curtas”.
Isso é provado por experimentos de quebra da noite, ou seja, uma breve interrupção do escuro por exposição à luz.
Uma planta de dia curto sob condição de dia curto, tendo a noite interrompida por um flash de luz, não vai florescer, pela quebra da noite.
Por outro lado, a interrupção de um dia longo por um breve período de escuro não cancela o efeito do dia longo, porque a noite foi curta.
Qual a importância do fotoperíodo?
O entendimento de como as plantas respondem ao fotoperíodo é bastante importante para a agricultura, já que permite a regulação do florescimento de plantas pela manipulação do período iluminado com luzes artificiais. Isso possibilita cultivos fora de estação.
É possível controlar o ciclo reprodutivo de plantas, como as ornamentais, para que estejam prontas para comercialização em datas específicas como Dia das Mães e finados. Ou serem comercializadas o ano todo.
O estímulo fotoperiódico em plantas é percebido pelas folhas que transmitem um sinal que regula o florescimento nas zonas meristemáticas da parte aérea. Tal processo é chamado de indução fotoperiódica erepresenta mudanças na expressão gênica e a atividade hormonal.
Fenologia refere-se ao estudo das diferentes fases de desenvolvimento de uma planta, tanto a vegetativa (germinação e crescimento) quanto a reprodutiva (florescimento e frutificação).
Entender a fenologia de uma cultura é importante para a identificação do tempo fisiológico associado às necessidades do vegetal e se ele está com seu desenvolvimento normal. Esse entendimento é muito valioso para o manejo visando bons rendimentos.
A soja é originalmente uma planta de dia curto apresentando alta sensibilidade ao fotoperíodo. Sendo assim, uma diminuição dele, altera o ciclo de desenvolvimento da cultura, ou seja, redução no período entre a emergência das plântulas e a floração. No entanto, existem cultivares adaptadas para cultivo em locais com fotoperíodos bem distintos.
Quando há erro no posicionamento de um cultivar ou atraso na semeadura, há redução na altura das plantas, na altura de inserção da primeira vagem e na área foliar levando a perda de produtividade.
Portanto, é crucial compreender a fenologia da soja para o planejamento adequado do plantio, garantindo que a cultura atinja a maturação no momento ideal para a colheita. Além disso, essa compreensão permite o uso de estratégias eficazes para o manejo de pragas e doenças em momentos específicos do ciclo.
Ritmos circadianos
Os seres vivos normalmente estão sujeitos a ciclos diários de luz e escuro, manifestando um comportamento rítmico em consonância com essas variações.
Alguns desses comportamentos em plantas são o movimento de folhas e flores, para baixo à noite e para cima durante o dia, e a abertura e fechamento estomático.
Tal comportamento ajuda as plantas a maximizarem a fotossíntese, regular perda de água e atrair polinizadores.
Se esses organismos são transferidos dessa situação cíclica para luz ou escuridão contínua, muitos comportamentos rítmicos continuam existindo, ao menos por vários dias.
Sob tal condição, o período (tempo entre pontos comparáveis dentro de um ciclo) fica próximo a 24 horas. Portanto esse ciclo é chamado de ritmo circadiano (do latim, circa significa “cerca de”, e diem significa “dia”).
Como as respostas ocorrem mesmo em um ambiente constante em termos de luz ou escuro, esses ritmos circadianos não são uma resposta direta à presença ou ausência de luz, mas são baseados em um marcador de tempo endógeno.
O relógio biológico interno é composto por genes e proteínas que se acumulam ou decaem em um ciclo regular, desencadeando atividades específicas para diferentes momentos do dia.
Conclusão
No encontro da biologia com a agricultura, o conhecimento das respostas fotoperiódica das espécies permite a manipulação do ciclo reprodutivo de animais e plantas a fim de otimizar a produção de alimentos. No entanto, é imperativo lembrar que esse conhecimento deve ser conjugado com a perspectiva ética de bem-estar animal e agricultura sustentável.
Gostaria de aprender sobre outros assuntos de Fisiologia Vegetal? Baixe agora o guia da Agroadvance clicando em saiba mais:
Referências
SEDIYAMA, C.S.; VIEIRA, C.; SEDIYAMA, T.; CARDOSO, A.A.; ESTEVÃO, H.H. Influência do retardamento da colheita sobre a deiscência das vagens e sobre a qualidade e poder germinativo das sementes de soja. Experientiae, v.14, n.5, p.117-141, 1972.
SILVA, A. A. F.; GOIS, G.C.; PESSOA, R. M. S.; CAMPOS, F.S.; LIMA, C. A. B. Efeito do fotoperíodo sobre ruminantes. Nutritime, v. 15, n. 03, 2018.
TAIZ, L.; ZEIGER, E.; MOLLER, I. M.; MURPHY, A. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6ª edição. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Programas de luz sincronizam o momento da postura dos ovos. Disponível em: https://www.cpt.com.br/noticias/programas-luz-sincronizam-momento-postura-ovos/. Acesso: 30 de novembro de 2023.
Sobre o autor
Gabriel Daneluzzi
Gestor de Tráfego na Agroadvance
- Biológo (UNESP)
- Mestre e doutor em Fisiologia e Bioquímica de Plantas (ESALQ/USP)
