ஒளிக்காலத் துலங்கல் (Photoperiodism)
ஏன் இது முக்கியம்? நெல் கதிர் பிடிப்பது நீளமான இரவு வரும்போது மட்டுமே; கிரிசாந்திமம் செப்டம்பர்-அக்டோபரில் மட்டுமே பூக்கும் — இது பசுங்காயமாற்றம் அல்ல, ஒளிக்கால உணர்வு.
Phytochrome (Pr ⇌ Pfr) என்ற நிறமி ஒளி/இருள் நேரத்தை அளவிடுகிறது; அது "ஒளிக்காலத் தொழிற்கூலி" போல கடமை செய்கிறது — விவசாயத்தில் பயிர் நடவு நேரம் தீர்மானிக்க இது முக்கியம்.
- ஒளிக்காலத் துலங்கல் (photoperiodism) என்பதை வரையறுத்து, பகல் நீளத்திற்கு (day length) தாவரம் துலங்கும் முறையை விளக்குதல்.
- குறைந்தஒளி, நீள்ஒளி, ஒளிசாரா தாவரங்களை (short-day, long-day, day-neutral plants) வேறுபடுத்தி எடுத்துக்காட்டுடன் தருதல்.
- பைடோகுரோம் (phytochrome) நிறமியின் Pr ⇌ Pfr மாற்றத்தையும், விழுமிய இரவு நீளத்தின் (critical night length) முக்கியத்துவத்தையும் விளக்குதல்.
1. ஒளிக்காலத் துலங்கல் (Photoperiodism) என்றால் என்ன?
தாவரங்கள் ஒரு நாளில் கிடைக்கும் பகல் நீளத்திற்கு (day length / photoperiod) துலங்கும் செயல்முறை ஒளிக்காலத் துலங்கல் (photoperiodism) எனப்படுகிறது. இது பூத்தல் (flowering), விதை முளைத்தல், கிழங்கு உருவாதல், இலையுதிர்தல் போன்ற வளர்ச்சி நிகழ்வுகளைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. தாவரம் உண்மையில் தொடர்ச்சியான இருளின் நீளத்தையே (continuous dark period) அளவிடுகிறது; எனவே துல்லியமாகச் சொன்னால் இது விழுமிய இரவு நீளத்தை (critical night length) அடிப்படையாகக் கொண்டது.
2. தாவரங்களின் வகைகள் (Plant types)
Chrysanthemum — short-day plant example
Wikipedia → · CC
பூக்கும் நிலையின் அடிப்படையில் தாவரங்களை மூன்றாகப் பிரிக்கலாம். ஒவ்வொரு வகைக்கும் ஒரு விழுமிய ஒளிக்காலம் (critical photoperiod) உண்டு.
| தாவர வகை | பூக்கும் நிலை | எடுத்துக்காட்டு |
|---|---|---|
| குறைந்தஒளி தாவரம் (Short-day plant) | பகல் நீளம் விழுமிய நீளத்தை விடக் குறைவாக உள்ளபோது (= இரவு நீளமாக) | கிரிசாந்திமம் (Chrysanthemum), நெல், சோயா, ஸ்ட்ராபெரி |
| நீள்ஒளி தாவரம் (Long-day plant) | பகல் நீளம் விழுமிய நீளத்தை விட அதிகமாக உள்ளபோது (= இரவு குறைவாக) | கோதுமை, கீரை (Spinach) |
| ஒளிசாரா தாவரம் (Day-neutral plant) | பகல் நீளத்தைச் சாராமல் பூக்கும் | தக்காளி, கூகம்பர் (Cucumber) |
3. பைடோகுரோம் (Phytochrome) — ஒளியை உணரும் நிறமி
Phytochrome protein structure
Wikipedia → · CC
பகல்/இரவு நீளத்தைத் தாவரம் உணர்வது பைடோகுரோம் (phytochrome) எனும் நீல-பச்சை நிறப் புரத நிறமி வழியேயே. இது இரு மாற்று வடிவங்களில் உள்ளது:
- Pr — சிவப்பு ஒளியை (~660 nm, red light) உறிஞ்சும் வடிவம் (செயலற்றது).
- Pfr — தூரச்சிவப்பு ஒளியை (~730 nm, far-red light) உறிஞ்சும் வடிவம் (செயற்படும், வினைபுரியும் வடிவம்).
சிவப்பு ஒளி படும்போது Pr → Pfr ஆக மாறுகிறது; தூரச்சிவப்பு ஒளி படும்போதோ அல்லது இருளில் நீண்ட நேரம் இருக்கும்போதோ Pfr → Pr ஆகத் திரும்புகிறது. பகலில் சிவப்பு ஒளி மிகுதியாக இருப்பதால் Pfr குவிகிறது; நீண்ட இருளில் Pfr மெதுவாக Pr ஆகச் சிதைகிறது. இவ்வாறு Pfr இன் அளவே தாவரத்திற்கு இரவின் நீளத்தை அறிவிக்கும் "கடிகாரம்" போல் செயல்படுகிறது.
4. பூத்தல் தூண்டலும் ஃப்ளோரிஜனும் (Flowering stimulus & florigen)
ஒளிக்காலத்தை உணரும் பகுதி இலை (leaf); ஆனால் பூத்தல் நிகழ்வது தளிர் முகுளத்தில் (shoot apical bud). எனவே இலையில் உருவாகும் ஒரு பூத்தல் தூண்டல் (flowering stimulus / florigen) உரியம் (phloem) வழியே முகுளத்திற்குக் கடத்தப்படுகிறது. சரியான ஒளிக்காலம் கிடைத்தால் ஒரே ஒரு உகந்த இலை கூட பூத்தலைத் தூண்ட போதுமானது.
5. குளிர்ச் செயல்படுத்தல் (Vernalization)
Hyoscyamus niger — a plant requiring vernalization
Wikipedia → · CC
சில தாவரங்களில் (குறிப்பாகக் குளிர்கால தானியங்களிலும் இருவருடத் தாவரங்களிலும்) பூத்தலுக்கு ஒரு குளிர் உபசாரம் தேவைப்படுகிறது. குறைந்த வெப்பநிலைக்கு (cold treatment) தாவரம் ஒரு குறிப்பிட்ட காலம் வெளிப்படுவதன் மூலம் பூத்தல் தூண்டப்படுவதே குளிர்ச் செயல்படுத்தல் (vernalization) எனப்படும். இது ஒளிக்காலத் துலங்கலிலிருந்து வேறுபட்டது — இங்கு தூண்டுவது குளிர், பகல் நீளம் அல்ல.
Photoperiodism
Khan Academy
- வெப்பநிலை / Temperature
- பகல் நீளம் / Day length
- ஈரப்பதம் / Humidity
- மண் pH / Soil pH
- புவியீர்ப்பு / Gravity
பதில் / Answer
- தொடர்ச்சியான இருளின் நீளம் / Continuous dark period
- ஒளியின் தீவிரம் / Light intensity
- ஒளியின் நிறம் மட்டும் / Only colour of light
- பகலின் வெப்பம் / Daytime heat
- -
பதில் / Answer
- பகல் விழுமிய நீளத்தை விட அதிகம் / Day longer than critical
- பகல் விழுமிய நீளத்தை விடக் குறைவு / Day shorter than critical
- பகல் நீளம் எதுவாயினும் / Any day length
- தொடர் ஒளியில் / In continuous light
- -
பதில் / Answer
- பகல் விழுமிய நீளத்தை விட அதிகம் / Day longer than critical
- பகல் விழுமிய நீளத்தை விடக் குறைவு / Day shorter than critical
- இருள் நீளமாக இருக்கும்போது / Long night
- பகல் நீளத்தை சாராமல் / Regardless
- -
பதில் / Answer
- நீண்ட இரவில் மட்டும் / Only in long nights
- குறு இரவில் மட்டும் / Only in short nights
- பகல் நீளத்தை சாராமல் / Regardless of day length
- குளிரில் மட்டும் / Only in cold
- -
பதில் / Answer
- கோதுமை / Wheat
- கீரை / Spinach
- கிரிசாந்திமம் / Chrysanthemum
- தக்காளி / Tomato
- கூகம்பர் / Cucumber
பதில் / Answer
- நெல் / Rice
- சோயா / Soybean
- கோதுமை / Wheat
- தக்காளி / Tomato
- கிரிசாந்திமம் / Chrysanthemum
பதில் / Answer
- கோதுமை / Wheat
- தக்காளி / Tomato
- கிரிசாந்திமம் / Chrysanthemum
- நெல் / Rice
- கீரை / Spinach
பதில் / Answer
- குளோரோபில் / Chlorophyll
- பைடோகுரோம் (phytochrome) / Phytochrome
- கரோட்டினாய்டு / Carotenoid
- ஆந்தோசயனின் / Anthocyanin
- மெலனின் / Melanin
பதில் / Answer
- சிவப்பு ஒளி (~660 nm) / Red light
- தூரச்சிவப்பு ஒளி (~730 nm) / Far-red light
- நீல ஒளி / Blue light
- பச்சை ஒளி / Green light
- UV ஒளி / UV light
பதில் / Answer
- சிவப்பு ஒளி / Red light
- தூரச்சிவப்பு ஒளி (~730 nm) / Far-red light
- நீல ஒளி / Blue light
- UV ஒளி / UV
- பச்சை ஒளி / Green light
பதில் / Answer
- Pr
- Pfr
- இரண்டும் சமம் / Both equal
- எதுவும் இல்லை / Neither
- -
பதில் / Answer
- Pfr → Pr
- Pr → Pfr
- Pr சிதைவு / Pr breakdown
- மாற்றம் இல்லை / No change
- -
பதில் / Answer
- Pr → Pfr
- Pfr → Pr
- Pfr உருவாக்கம் / Pfr formation
- மாற்றம் இல்லை / No change
- -
பதில் / Answer
- அதிகரிக்கும் / Increases
- மெதுவாக Pr ஆக மாறும் / Slowly reverts to Pr
- மாறாமல் இருக்கும் / Stays constant
- இரட்டிப்பாகும் / Doubles
- -
பதில் / Answer
- Pr
- Pfr
- இரண்டும் சமம் / Both equal
- எதுவும் இல்லை / Neither
- -
பதில் / Answer
- இரவு உடைப்பு (night-break) / Night-break
- குளிர் உபசாரம் / Cold treatment
- ஃப்ளோரிஜன் / Florigen
- ஒளிச்சேர்க்கை / Photosynthesis
- -
பதில் / Answer
- பூத்தலைத் தூண்டும் / Promotes flowering
- பூத்தலைத் தடுக்கும் / Inhibits flowering
- தாக்கம் இல்லை / No effect
- இலையை உதிர்க்கும் / Causes leaf fall
- -
பதில் / Answer
- மேலும் சிவப்பு ஒளி / More red light
- உடனடி தூரச்சிவப்பு ஒளி / Immediate far-red light
- குளிர் / Cold
- இருள் நீட்டிப்பு / Longer dark
- -
பதில் / Answer
- வேர் / Root
- இலை / Leaf
- தளிர் முகுளம் / Shoot bud
- பூ / Flower
- விதை / Seed
பதில் / Answer
- வேர் நுனி / Root tip
- இலை / Leaf
- தளிர் முகுளம் / Shoot apical bud
- உரியம் / Phloem
- -
பதில் / Answer
- சைலம் / Xylem
- உரியம் (phloem) / Phloem
- காற்று வெளி / Air spaces
- குறுமயிர் / Cilia
- -
பதில் / Answer
- ஆக்சின் / Auxin
- ஃப்ளோரிஜன் (florigen) / Florigen
- எத்திலீன் / Ethylene
- ABA
- சைட்டோகைனின் / Cytokinin
பதில் / Answer
- ஒளிக்காலத் துலங்கல் / Photoperiodism
- குளிர்ச் செயல்படுத்தல் (vernalization) / Vernalization
- ஒளிச்சேர்க்கை / Photosynthesis
- துலங்கல் இயக்கம் / Tropism
- -
பதில் / Answer
- வெப்பமண்டலப் பழங்கள் / Tropical fruits
- குளிர்கால தானியங்கள் + இருவருடத் தாவரங்கள் / Winter cereals & biennials
- நீர்த்தாவரங்கள் / Aquatic plants
- பாலைவனத் தாவரங்கள் / Desert plants
- -
பதில் / Answer
- இரண்டும் ஒன்றே / They are identical
- ஒன்று குளிரால், மற்றொன்று பகல் நீளத்தால் / One by cold, the other by day length
- இரண்டும் பகல் நீளத்தால் / Both by day length
- இரண்டும் குளிரால் / Both by cold
- -
பதில் / Answer
- குறு-இரவு தாவரம் / Short-night plant
- நீண்ட-இரவு தாவரம் / Long-night plant
- ஒளிசாரா தாவரம் / Day-neutral
- குளிர் தாவரம் / Cold plant
- -
பதில் / Answer
- நீண்ட-இரவு தாவரம் / Long-night plant
- குறு-இரவு தாவரம் / Short-night plant
- ஒளிசாரா தாவரம் / Day-neutral
- குளிர் தாவரம் / Cold plant
- -
பதில் / Answer
- விழுமிய ஒளிக்காலம் (critical photoperiod) / Critical photoperiod
- ஒளிச்சேர்க்கை வீதம் / Photosynthetic rate
- ஈடுகட்டும் புள்ளி / Compensation point
- நிறமாலை / Spectrum
- -
பதில் / Answer
- காற்றுச் சுவாசம் / Aerobic respiration
- பூத்தல் / Flowering
- நீர் உறிஞ்சல் / Water uptake
- கல எலும்புக்கூடு அமைப்பு / Cytoskeleton assembly
- -
பதில் / Answer
- பூத்தல் தூண்டப்படாது / Flowering is not induced
- பூத்தல் தூண்டப்படும் / Flowering can be induced
- தாவரம் இறக்கும் / The plant dies
- இலை உதிரும் / The leaf falls
- -
பதில் / Answer
- ஒளிக்காலத் துலங்கல் (photoperiodism) என்பதை வரையறுத்து, பூத்தலைத் தீர்மானிப்பது இரவின் நீளமே என்பதை விளக்குக. / Define photoperiodism and explain why night length, not day length, determines flowering. (3)
- குறைந்தஒளி, நீள்ஒளி, ஒளிசாரா தாவரங்களை ஒவ்வொன்றுக்கும் ஓர் எடுத்துக்காட்டுடன் வேறுபடுத்துக. / Distinguish short-day, long-day and day-neutral plants with one example each. (3)
- பைடோகுரோமின் Pr ⇌ Pfr மாற்றத்தையும், எந்த வடிவம் வினைபுரியும் என்பதையும் கூறுக. / Describe the Pr ⇌ Pfr interconversion and state which form is active. (2)
- ஒளிக்காலத்தை உணரும் பகுதியையும், பூத்தல் தூண்டல் கடத்தப்படும் வழியையும் கூறுக. / State where the photoperiod is detected and how the flowering stimulus travels. (2)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) குறைந்தஒளி — பகல் விழுமிய நீளத்தை விடக் குறைவு (கிரிசாந்திமம்/நெல்); நீள்ஒளி — பகல் அதிகம் (கோதுமை/கீரை); ஒளிசாரா — பகல் நீளத்தை சாராமல் (தக்காளி). (3)
(இ) சிவப்பு ஒளி Pr → Pfr; தூரச்சிவப்பு/இருள் Pfr → Pr; Pfr வினைபுரியும் வடிவம். (2)
(ஈ) இலை ஒளிக்காலத்தை உணர்கிறது; florigen பூத்தல் தூண்டல் உரியம் (phloem) வழியே தளிர் முகுளத்திற்குக் கடத்தப்படுகிறது. (2)
ஒளிக்காலத் துலங்கல் தாவரத்தின் பூத்தலைக் கட்டுப்படுத்தும் முறையை, பைடோகுரோமின் பங்கு, இரவு உடைப்பு, ஃப்ளோரிஜன் கடத்தல் ஆகியவற்றுடன் விளக்குக. / Explain how photoperiodism controls flowering, including the role of phytochrome, the night-break effect and florigen transport.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• மூவகைத் தாவரங்கள் (குறைந்தஒளி/நீள்ஒளி/ஒளிசாரா) + எடுத்துக்காட்டு + இரவு நீளம் சார்பு.
• பைடோகுரோம்: Pr (660 nm) ⇌ Pfr (730 nm); சிவப்பு → Pfr, தூரச்சிவப்பு/இருள் → Pr; Pfr வினைபுரியும் வடிவம்.
• இரவு உடைப்பு: சிவப்பு ஒளி Pfr ஆக்கி குறைந்தஒளி பூத்தலைத் தடுக்கும்; தூரச்சிவப்பு இதை மீளமாற்றும்.
• இலையில் உணர்வு → florigen → உரியம் (phloem) → தளிர் முகுளம் → பூத்தல். குளிர்ச் செயல்படுத்தல் (vernalization) வேறுபட்டது (குளிரால்).
பதில் / Show answer
பதில் / Show answer
பதில் / Show answer
- ஒளிக்காலத் துலங்கல் = பகல்/இரவு நீளத்திற்கு தாவரத் துலங்கல்.
- குறுநாள் / நெடுநாள் / நடுநிலை தாவரம்.
- பைட்டோகுரோம் ஒளியை உணர்ந்து பூப்பைக் கட்டுப்படுத்தும்.