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Langtagpflanzen und Kurztagpflanzen – Einteilung
Aufgrund des Phänomens, dass das Verhalten von Pflanzen von der Belichtungszeit abhängig sein kann, wird zwischen Langtag- und Kurztagpflanzen unterschieden. Manche Pflanzen bilden bei kurzer Tageslänge ihre Blüten aus, während andere Pflanzen dafür eine lange Tageslänge benötigen.
Zu den Langtagpflanzen zählen alle Pflanzen, bei denen die Blütenbildung erst beginnt oder beschleunigt wird, wenn die Beleuchtungsdauer eine gewisse Tageslänge übersteigt. Das bedeutet, dass die Beleuchtungsphase am Tag über dem artspezifischen kritischen Wert liegen muss.
Zu den Kurztagpflanzen zählen alle Pflanzen, bei denen die Blütenbildung erst erfolgen kann oder beschleunigt wird, wenn die Beleuchtungsphase am Tag unter dem artspezifischen kritischen Wert liegt.
Der Photoperiodismus
Bei Pflanzen werden einige Prozesse, wie die Blühinduktion, der Beginn der Winterruhe oder auch die Ausbildung von Speicherorganen durch den sogenannten Photoperiodismus gesteuert. Deshalb ist es in Bezug auf die Langtag- und Kurztagpflanzen von hoher Bedeutung, das Prinzip des Photoperiodismus zu verstehen.
Die Blühinduktion meint das Auslösen der Blütenbildung bei Pflanzen. Sie kann von verschiedenen Faktoren abhängen. Zu ihnen zählen Phytohormone, die innere Uhr der Pflanzen, die Temperatur aus der Umgebung sowie die Tageslänge. Im Fall, dass die Blühinduktion von der Tageslänge beeinflusst wird, kannst Du auch vom Photoperiodismus sprechen.
Der Photoperiodismus steuert Entwicklungsprozesse und Wachstum bei Pflanzen durch die Abhängigkeit von der Photoperiode. Eine Photoperiode beschreibt die Tages- und Nachtlänge. Aufgrund des Photoperiodismus kann zwischen Kurztag-, Langtag- und tagneutralen Pflanzen unterschieden werden.
Einige Pflanzen besitzen weitere Anpassungsstrategien in Bezug auf die tägliche Belichtung. Sie können entweder mehr Sonnenblätter oder mehr Schattenblätter besitzen. Wenn Du hierzu mehr erfahren möchtest, dann lies Dir doch gerne die Erklärung Sonnenblatt Schattenblatt auf StudySmarter durch!
Die Photoperiode
Mit einer Photoperiode ist die tägliche Belichtungszeit bzw. die Tageslänge gemeint. Es ist das Muster des täglichen Beleuchtungswechsels. Die Photoperiode fungiert als Zeitgeber, der die Lebensvorgänge und in dem Fall die Blütenbildung bei den Langtag- und Kurztagpflanzen steuert.
Für das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen spielt jedoch nicht nur die Photoperiode eine große Rolle, sondern auch Temperatur und Witterung!
Das Muster kann beispielsweise so aussehen, dass an einem Tag 16 Stunden Helligkeit und 8 Stunden Dunkelheit vorherrschen. In Deutschland beispielsweise sind die Tage im Winter kurz und im Sommer lang. Im Juni sind die Tage fast 17 Stunden lang, während sie im Dezember nur knapp 8 Stunden lang sind.
In den Tropen schwankt die Tageslänge im Jahresverlauf dagegen nur gering: hier schwankt die Tageslänge zwischen 10,5 und 13,5 Stunden im ganzen Jahr. Du siehst: Die Tageslängen können je nachdem, wo man sich gerade auf der Erde aufhält, stark variieren.
Belichtung als Taktgeber
Die Steuerung durch die Belichtung erfolgt durch das Zusammenwirken von einer circadianen Rhythmik – auch als Biorhythmus bekannt – und Photorezeptoren der Pflanze. Dabei ist unerheblich, wie viel Fläche der Pflanze dem Licht ausgesetzt ist. Es reichen bereits einzelne Teile eines Blattes aus, die belichtet werden, um der Pflanze zu signalisieren, dass die Nacht vorbei und der Tag angebrochen ist.
Allgemein lässt sich sagen, dass Pflanzen ihre entwicklungsbedingten Prozesse und damit ihre Biorhythmik auf den Tagesverlauf abstimmen. Eine Veränderung des Licht-Dunkel-Rhythmus kann bei Pflanzen zu einem circadianen Stress führen, bei dem sogar Blätter absterben können.
Damit die circadiane Uhr richtig funktionieren kann, werden unter anderem verschiedene Gene, wie die Transkriptionsfaktoren, benötigt. Sie bestimmen, wann bestimmte Gene abgelesen und in Proteine übersetzt werden. Beispielsweise unterdrücken sie Transkriptionsfaktoren am Morgen, um sie am Abend stattfinden zu lassen.
Das FT-Protein als Auslöser für die Blütenbildung
Pflanzen besitzen molekulare Lichtsensoren, um die jahreszeitlichen Unterschiede der Tageslänge messen zu können. Diese Lichtsensoren befinden sich in den Blättern der Pflanzen. Es handelt sich dabei um einen Botenstoff, der zum richtigen Zeitpunkt ein Signal durch die gesamte Pflanze bis in Sprossspitzen aussendet, wo die Blütenbildung induziert wird: das Flowering Locus T-Protein, kurz FT-Protein.
Langtagpflanzen und Kurztagpflanzen – Unterschiede
Langtagpflanzen zeichnen sich dadurch aus, dass sie mehr Licht- als Dunkelphasen benötigen, um zu wachsen und zu blühen. Zum Blühen benötigen sie generell mindestens 12 Stunden Licht. Solange die Lichteinstrahlung darunter liegt, können sie zwar wachsen, Blüten werden jedoch nicht ausgebildet. Überall dort, wo auf der Erde Jahreszeiten vorhanden sind, bilden die Pflanzen also im Frühjahr bzw. Sommer ihre Blüten aus.
Kurztagpflanzen benötigen lange Dunkelphasen und kurze Hellphasen, die unter 12 Stunden liegen. Sie warten also mit der Blütenbildung, bis die tägliche Beleuchtungszeit eine bestimmte Dauer unterschreitet. Bei den Kurztagpflanzen muss die Zeitspanne unter 12 Stunden liegen.
Bei den Stundenzahlen handelt es sich jedoch nur um eine Faustregel! Manche Pflanzenarten benötigen auch bis zu 14 Stunden Dunkelheit bzw. Helligkeit am Tag, bis sie anfangen zu blühen.
Langtagpflanzen und Kurztagpflanzen im Vergleich
Folgende Tabelle zeigt die jeweiligen Charakteristika der beiden Pflanzentypen auf:
| Charakteristikum | Langtagpflanzen | Kurztagpflanzen |
| Beginn der Blütenbildung | > 12 Stunden Belichtungszeit pro Tag | < 12 Stunden Belichtungszeit pro Tag |
| Veranlassung zur Blüte | Mehr Licht als Dunkelheit | Mehr Dunkelheit als Licht |
| Jahreszeit | Blühen oft im Sommer | Blühen oft im Herbst/Winter, aber auch im Frühsommer |
| Störfaktoren | Werden sie bei Nacht beleuchtet, können sie frühzeitig Blüten ausbilden. Dabei sind aber mehrere Stunden Licht nötig, wie beispielsweise durch Vollmond. | Wird die kritische Dunkelperiode durch Licht bei Nacht gestört, entwickeln sie ihre Blüten erst später. Dabei reicht teilweise schon eine Minute aus. |
| Quantitativ | Quantitative Langtagpflanzen blühen an Kurztagen mit Verzögerung. | Bei quantitativen Kurztagpflanzen wird die Blütenbildung an Kurztagen beschleunigt. |
| Qualitativ | Bei qualitativen Langtagpflanzen kommt es an Kurztagen überhaupt nicht zur Ausbildung von Blüten. | Bei qualitativen Kurztagpflanzen erfolgt die Blütenbildung nur dann, wenn sie Kurztagen ausgesetzt sind. |
Merkmale und Beispiele von Kurztagpflanzen
Zu den Kurztagpflanzen zählen die Pflanzen, die im Sommer vegetativ und in den Monaten mit kürzeren Tagen generativ wachsen. Das bedeutet, dass im Sommer Blätter, Stängel und Wurzeln der Pflanze wachsen, während sie in den Jahreszeiten mit kürzeren Tagen Blüten, Früchte und Samen ausbilden. In den hohen Breitengraden sind das dann häufig Pflanzen, die in den kälteren Monaten blühen. Kurztagpflanzen kommen häufig aber auch am Äquator vor.
Liste von Kurztagpflanzen:
Zu den Kurztagpflanzen gehören zum Beispiel:
- Sojabohne
- Mais
- Hirse
- Kaffee
- Weihnachtssterne
- Baumwolle
- Zuckerrohr
Merkmale und Beispiele von Langtagpflanzen
Langtagpflanzen kommen oft weit weg vom Äquator vor. Sie befinden sich eher in den hohen Breitengraden, wo die Jahreszeiten stark ausgeprägt sind. Das liegt daran, dass sie derart angepasst sind, um die kurzen Vegetationszeitfenster zu ihrer Reife vollständig nutzen zu können.
Bei Eintritt von ungünstigen Witterungsperioden wie Kälte soll das Blühen und Fruchten abgeschlossen sein, damit die Samen der Pflanzen als Dauerstadium für den Winter rechtzeitig gebildet werden. Zu den Langtagpflanzen zählen hauptsächlich viele Getreidearten und Beetpflanzen.
Liste von Langtagpflanzen:
Zu den Langtagpflanzen gehören zum Beispiel:
- Salat
- Spinat
- Bohnen
- Kartoffel
- Hafer
- Gerste
- Roggen
- Weizen
Tagneutrale Pflanzen
Bei tagneutralen Pflanzen handelt es sich meist um tropische Pflanzen, da das Klima bzw. die Tageslänge im Jahresverlauf fast konstant bleibt. Sie zeigen keine photoperiodisch ausgelösten Reaktionsprozesse auf. Vereinfacht gesagt, hängt bei ihnen der Beginn einer Blütenbildung nicht von der Tageslänge ab. Bei den tagneutralen Pflanzen ist der bestimmende Faktor, wann sie blühen, der Entwicklungszustand: sie müssen einen bestimmten Entwicklungszustand erreichen, um blühen zu können. Dadurch können die tagneutralen Pflanzen das ganze Jahr über gut wachsen und müssen dafür nicht eine bestimmte Jahreszeit abwarten.
Langtagpflanzen und Kurztagpflanzen – Das Wichtigste
- Langtagpflanzen sind alle Pflanzen, bei denen die Blütenbildung erst beginnt, wenn die Beleuchtungsdauer eine gewisse Tageslänge übersteigt.
- Kurztagpflanzen sind alle Pflanzen, bei denen die Blütenbildung erst erfolgen kann oder beschleunigt wird, wenn die Beleuchtungsphase am Tag unter einem bestimmten Wert liegt.
- Als Faustregel gilt: Langtagpflanzen benötigen über 12 Stunden Belichtungszeit am Tag zur Blütenbildung, Kurztagpflanzen dagegen weniger als 12 Stunden.
- Die Blütenbildung wird durch das Flowering Locus T-Protein (kurz FT-Protein) induziert.
- Das Protein befindet sich in den Blättern.
- Es sendet zum richtigen Zeitpunkt ein Signal durch die gesamte Pflanze bis in Sprossspitzen aus, wo die Blütenbildung ausgelöst wird.
- Zu den Kurztagpflanzen zählen die Pflanzen, die im Sommer vegetativ und in den Monaten mit kürzeren Tagen generativ wachsen.
- Bei den Langtagpflanzen muss in einem kurzen Vegetationsfenster, dem Sommer, dagegen das Blühen und Fruchten abgeschlossen sein.
- So können die Samen der Pflanzen als Dauerstadium für die kälteren Monate rechtzeitig gebildet werden.
- Bei tagneutralen Pflanzen setzt die Blütenbildung unabhängig von der Belichtungszeit ein.
Nachweise
- Miedaner (2014). Kulturpflanzen. Springer Spektrum Berlin, Heidelberg.
- Thomas (2018). Grundzüge der Pflanzenökologie. Springer Spektrum Berlin, Heidelberg.
- Lehner (2002). Elektrophysiologische Untersuchungen zur Steuerung der Blütenbildung bei Kurz- und Langtagpflanzen. freidok.uni-freiburg.de (06.07.2022)
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Häufig gestellte Fragen zum Thema Langtagpflanzen und Kurztagpflanzen
Ist Mais eine Langtagpflanze?
Mais ist keine Langtagpflanze, sondern eine Kurztagpflanze. Das liegt daran, dass die Bildung von Blüten und Samen viel Energie kostet und sie deshalb schon im Frühsommer blüht, um die Energie für das darauffolgende Wachstum vollständig nutzen zu können.
Was sind Kurztagpflanzen?
Kurztagpflanzen sind alle Pflanzen, die lange Dunkelphasen und kurze Hellphasen zur Bildung ihrer Blüten benötigen. Die tägliche Beleuchtungszeit muss dabei unter 12 Stunden liegen. Sie warten also mit der Blütenbildung, bis die tägliche Beleuchtungszeit eine bestimmte Dauer unterschreitet.
Warum gibt es Kurz- und Langtagpflanzen?
Kurz- und Langtagpflanzen gibt es, weil sich einige Pflanzen an die Jahreszeiten angepasst haben. Gerade bei Langtagpflanzen ist es wichtig, dass sie bis zum Eintritt ungünstiger Witterungsperioden wie Kälte das Blühen und Fruchten abgeschlossen haben, damit die Samen der Pflanzen als Dauerstadium für den Winter rechtzeitig gebildet werden. Kurztagpflanzen nutzen die kurzen Tage, in denen noch kein vegetatives Wachstum stattfindet, um die Energie hierfür aufzuheben.
Was sind Langtag- und Kurztagpflanzen?
Langtagpflanzen zeichnen sich dadurch aus, dass sie mehr Licht- als Dunkelphasen benötigen, um zu wachsen und zu blühen. Zum Blühen benötigen sie mindestens 12-14 Stunden Licht pro Tag. Kurztagpflanzen benötigen zum Blühen lange Dunkelphasen und kurze Hellphasen, die unter 12-14 Stunden liegen.
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