光周期现象

光周期现象

光周期现象指生物对昼夜光暗循环格局的反应。光周期指昼夜周期中的光照期。20世纪20年代植物生理学家首先对光周期现象进行了科学研究，当时认为主要是光照期的长度决定植物是否进入开花期。但后来的研究表明，暗期的长度对开花极为重要。事实上光照期和暗期的相对重要性因物种而异，有时两者都不可缺。

每日光照期的长短因季节和纬度而异：如在北半球冬季日照短而夏季日照长，在南半球则适相反。季节间日照长度的差异在赤道附近不明显，但从赤道越往高纬度越显著。对一定的纬度来说，日照期的长度可以准确地指示季节，比日照强度和气温都更可靠。在北半球的秋季，随着日照时间的缩短，植物开始落叶，某些昆虫进入滞育，候鸟准备南飞；至春季随着日照时间的延长，候鸟北返，昆虫复苏，植物也纷纷进入着叶开花期。在这些现象中都是日照长度的变化给生物提供了信息。光周期现象是物种长期进化的产物，它保证了生物能在适宜的环境条件下生长和繁育。生物光周期现象因生物本身的发育阶段而异，同时也受气温、食物等外界环境因素的影响。现已知，光周期现象是和生物内在的生物钟机制耦合在一起而发挥作用的。

人类早已将有关光周期现象的知识用于生产，应用较广的实例如调节光照时间以控制花卉的开花时间和家鸡的产卵量。在自然条件下，昼夜周期的总长度是个定值（24小时），一定的光照期必然对应一定的暗期。在人工条件下，虽可以产生任意长度的光暗组合，但要产生预期效果，仍需大致模拟生物已长期适应了的自然情况。

植物、昆虫和鸟类的光周期现象比较明显，对它们的研究也比较多。这包括植物的开花、落叶，种子和芽孢的休眠及块茎、块根的形成等；昆虫的滞育、迁徙和型变等；鸟类的迁飞、生殖腺发育、体脂积累和换羽等。生物必需有感光机制才能对光周期作出反应：在植物中有光敏素；在动物，视神经以及松果体或其他脑部结构是反应的第一站。其次，生物体内必需存在测时装置（生物钟）才能判定光照期（或暗期）的长度是否适宜，这方面的研究还没有取得什么重要成果。最后，在反应的传出环节上，植物可能是通过激素；动物则包含神经和激素两者。生物光周期现象是进化形成的遗传特性，它决定了物种能对光周期作出什么反应，但实际发生的反应却又受环境条件的影响。对亲蚕进行光照实验，反应却表现在子代上；光照长短可决定子代是否滞育。这都说明光周期现象的复杂性，需要结合生理学、遗传学、生态学等多方面的研究才能阐明。