Fitocromo
Las plantas contienen un pigmento llamado fitocromo que se encuentra en dos formas interconvertibles: Pr (absorbe luz roja) y Pfr (absorbe luz roja lejana). Cuando Pr absorbe un fotón de luz roja (660 nm) se convierte en Pfr. Cuando Pfr absorbe un fotón de luz roja lejana (730 nm) se convierte en Pr. Estas reacciones se llaman fotoconversión. La forma Pfr es biológicamente activa (desencadena respuestas como la germinación), mientras que Pr es inactiva.
El fitocromo actúa como un interruptor biológico. La luz roja induce la germinación al convertir Pr en Pfr. La luz roja lejana anula este efecto al convertir Pfr de nuevo a Pr.
Bajo luz blanca, que contiene ambas longitudes de onda, se establece un fotoequilibrio entre Pr y Pfr. Al mediodía, aproximadamente el 60% del fitocromo se encuentra en la forma Pfr. En la oscuridad, los niveles de Pfr disminuyen gradualmente. Un pulso de luz roja durante la oscuridad inhibe la floración en plantas de días cortos (PDC o «noche larga») y estimula la floración en plantas de días largos (PDL o «noche corta»). Un pulso posterior de luz roja lejana anula estos efectos.
Respuesta de las plantas a la luz azul
El fototropismo es la respuesta de la planta a la luz. El fototropismo positivo es el crecimiento hacia la luz (tallos), mientras que el fototropismo negativo es el crecimiento en dirección contraria (raíces).
Receptores de luz azul:
- Estimulan la apertura de estomas.
- Inhiben la elongación del tallo.
- Regulan el movimiento de los cloroplastos.
Criptocromos:
- Inhiben la elongación del tallo.
- CRY1: estable.
- CRY2: degradado por la luz.
Fototropinas:
- Implicadas en el fototropismo y movimiento de cloroplastos.
- PHOT1: respuesta a baja intensidad de luz.
- PHOT2: respuesta a alta intensidad de luz.
Zeaxantina:
- Fotorrecepción de luz azul en las células guarda.
- Su espectro de absorción coincide con el espectro de acción de la luz azul.
- La sensibilidad de las células guarda aumenta con la concentración de zeaxantina.
Fotoperiodismo
El fotoperiodismo es la reacción fisiológica de los organismos a la duración del día o la noche. Las plantas usan fotorreceptores como el fitocromo y el criptocromo para detectar cambios estacionales en el fotoperiodo, lo que les indica cuándo florecer.
Existen tres tipos de plantas según su respuesta al fotoperiodo:
Plantas de días largos
Requieren noches cortas para florecer. Florecen a finales de primavera y principios de verano en el hemisferio norte.
Plantas de días cortos
Requieren noches largas para florecer. No florecen si se exponen a luz artificial durante la noche. Florecen en verano y otoño en el hemisferio norte.
Plantas de día neutro
La floración no depende del fotoperiodo. Florecen al alcanzar cierta etapa de desarrollo o en respuesta a otros estímulos ambientales como la vernalización (periodo de baja temperatura).