přetrvávají i v konstantních podmínkách, mimimálně po několik cyklů

Prezentace na téma: "přetrvávají i v konstantních podmínkách, mimimálně po několik cyklů"— Transkript prezentace:

1 přetrvávají i v konstantních podmínkách, mimimálně po několik cyklů
biologické rytmy přetrvávají i v konstantních podmínkách, mimimálně po několik cyklů jsou tedy endogenní, vytvářené samotným organizmem; nejsou vyvolány cyklickými změnami vnějšího prostředí pohyby děloh Nicotiana tabacum na stálém bílém světle ( µmol.m-2.s-1) data J. Kolář

2 základní parametry biologických rytmů
perioda (τ, angl. period), fáze (φ, angl. phase), amplituda (angl. amplitude) data J. Kolář

3 mají různou délku periody
biologické rytmy mají různou délku periody nejhrubší klasifikace podle periody: pod 20h ultradiánní, zhruba h cirkadiánní, nad 28 h infradiánní zde kombinace cirkadiánního rytmu pohybu děloh (perioda cca 24 h) a ultradiánního rytmu cirkumnutace hypokotylu (perioda několik hodin): pohyby děloh Chenopodium rubrum na stálém bílém světle ( µmol.m-2.s-1) data J. Kolář

4 perioda některých rytmů neodpovídá periodicitě prostředí
ultradiánní rytmy některé infradiánní s periodou dnů až měsíců infraanuální (perioda delší než jeden rok) ultradiánní: transpirace 1. listu ovsa (Engelmann 2004) ultradiánní: cirkumnutace hypokotylu Arabidopsis (Schuster a Engelmann 1997)

5 perioda některých rytmů neodpovídá periodicitě prostředí
ultradiánní rytmy některé infradiánní s periodou dnů až měsíců infraanuální (perioda delší než jeden rok) infradiánní: dlouživý růst prýtů některých dřevin (Larcher 1988) infraanuální: kvetení různých druhů bambusu (Engelmann 2004)

6 periodicita prostředí
velké množství rytmů ovšem koresponduje s periodicitou prostředí v přírodě je perioda rytmu vždy shodná s délkou příslušné periody změn v prostředí ve stálých podmínkách délka periody rytmu přibližně odpovídá periodicitě prostředí rytmus anglický název periodicita prostředí délka periody cirkadiánní (denní) circadian den/noc 24 h přílivový tidal příliv/odliv 12,4 h nebo 24,8 h semilunární semilunar maximální/minimální příliv a odliv 14,8 dnů lunární lunar měsíční fáze 29,6 dnů cirkanuální (roční) circannual roční období 1 rok

7 příklady rytmů korespondujících s periodicitou prostředí
semilunární: produkce oocytů, hnědá řasa Dictyota dichotoma (Müller 1962) cirkanuální: prodlužovací růst chaluhy Pterygophora californica (Lüning a Kadel 1993)

8 nejrozšířenější a nejvíce prozkoumané
cirkadiánní rytmy perioda cca 24 hodin nejrozšířenější a nejvíce prozkoumané vyskytují se na všech úrovních komplexity organizmu příklady důležitých cirkadiánních rytmů rostlin: genová exprese hladina intracelulárního Ca2+ genová exprese: aktivita promotoru genu pro fotosyntetický protein CAB2 v Nicotiana tabacum - měřeno pomocí bioluminiscence rostlin s reporterovým genem pro luciferázu, řízeným promotorem cab2 (data J. Kolář) hladina Ca2+: v cytoplazmě Arabidopsis thaliana - měřeno pomocí bioluminiscence rostlin transformovaných genem pro apoaequorin (Johnson et al. 1995)

9 další příklady důležitých cirkadiánních rytmů rostlin:
rychlost fotosyntézy, regulace CAM metabolizmu hladiny některých hormonů rychlost dlouživého růstu stonku interakce rostlin s opylovači (otvírání květů, uvolňování chemoatraktantů) rychlost růstu stonku Chenopodium rubrum na stálém světle (data L. Polanská) rychlost prodlužování stonku Chenopodium rubrum na stálém světle (data L. Polanská) emise benzaldehydu z květů 2 druhů rodu Petunia na stálém světle. Pouze P. axillaris vykazuje cirkadiánní rytmus (Hoballah et al. 2005)

10 významné cirkadiánní rytmy řas: bioluminiscence (obrněnky)
dělení buněk fototaxe, vertikální migrace distribuce chloroplastů v buňce rozmístění plastidů v buňce obrněnky Pyrocystis fusiformis - vlevo ve dne, vpravo v noci (Sweeney 1987)

11 fotoperiodizmus: schopnost rostlin vnímat délku dne a přiměřeným způsobem na ni reagovat
fotoperioda = část dne, během které je světlo fotoperiodizmus slouží k načasování důležitých životních pochodů do vhodného ročního období u vyšších rostlin jsou velmi často fotoperiodicky regulovány vývojové procesy (kvetení, tvorba vegetativních rozmnožovacích orgánů, opad listů, dormance)

12 délka dne v různých zeměpisných šířkách

13 Krátkodenní fotoperiodická reakce:
kvetení tabáku Nicotiana tabacum, cv. Maryland Mammoth dlouhý den (18 h) několik týdnů na krátkém dni (8 h) foto M. Kolář

14 Dlouhodenní fotoperiodická reakce:
kvetení Arabidopsis thaliana dlouhý den (16 h) krátký den (8 h) foto M. Kolář

15 Fotoperiodizmus má značný ekonomický význam:
např. okrasná rostlina Euphorbia pulcherrima je krátkodenní dlouhý den (18 h) krátký den (přirozené osvětlení v zimě) foto M. Kolář