Relojes biológicos y respuestas estacionales

La floración de la mayoría de las plantas se sincroniza con los cambios estacionales, permitiendo que las plantas germinen en condiciones óptimas. ¿Cómo perciben las plantas el tiempo y los cambios estacionales? Los cronometradores internos llamados relojes biológicos perciben las variaciones ambientales, como el cambio en los niveles de luz, Los relojes biológicos permiten a las plantas seguir regularmente los ritmos circadianos, diariamente, ciclos de comportamiento de 24 horas. Las plantas también usan relojes biológicos para responder a los cambios estacionales. Uno de los mecanismos a través del cual las plantas responden a las diferentes estaciones es el sistema fitocromo. Los fitocromos son receptores sensibles a la luz. Una de sus muchas funciones en las plantas es detectar estaciones cambiantes. Los fitocromos hacen esto midiendo la duracion del día o del fotoperíodo. La capacidad de los fitocromos para regular el fotoperiodo, las respuestas biológicas al fotoperíodo, dependen de su transición estimulada por la luz entre dos formas interconvertibles: el Pr inactivo y el Pfr activo. Los fitocromos se sintetizan en la oscuridad, en su forma Pr inactiva, dentro del citoplasma de la planta. Durante el día, Pr absorbe la luz roja de la luz solar y la convierte rápidamente en su forma Pfr biológicamente activa. Pfr puede activar moléculas citoplasmáticas, o translocarse al núcleo y regular la expresión génica. Por la noche, los niveles de Pfr en las celulas vegetales disminuyen, debido a la lenta reversión de la oscuridad de Pfr a Pr o la destrucción de Pfr por las enzimas. Durante las largas noches de invierno, los niveles de Pfr en las células vegetales pueden caer completamente al amanecer. Si las noches son más cortas, como lo son en la primavera, una cantidad considerable de Pfr puede permanecer al amanecer. La proporción de Pr a Pfr al amanecer permite a las plantas determinar la duración del ciclo día-noche. Debido a que los niveles de Pfr fluctúan con las estaciones, los niveles más altos de Pfr pueden activar plantas que florecen durante las estaciones con días más largos, mientras que los niveles más bajos de Pfr son necesarios para activar las plantas que florecen durante los días cortos. Las interacciones entre el sistema fitocromo y el reloj biológico permiten a las plantas medir las duraciones relativas de noches y días durante todo el año y sincronizar sus actividades con las estaciones.