Le piante non possono sopravvivere nel buio più totale. Tutte le piante, ad eccezione di alcune che vivono su altri organismi, usano un processo chiamato fotosintesi per ottenere l'energia di cui hanno bisogno. La maggior parte delle piante sono autotrofi
- sono autoalimentate e richiedono la luce del sole per sopravvivere. Producono energia in organelli specializzati all'interno delle loro cellule chiamate cloroplasti. Nella maggior parte delle piante, i cloroplasti sono concentrati nelle foglie.

I periodi quotidiani di oscurità hanno un ruolo nella crescita delle piante, poiché tutte le piante hanno un orologio biologico cellulare chiamato ritmo circadiano: la luce e l'assenza di la luce innesca diversi processi nel metabolismo, nella crescita e nel comportamento delle piante.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

La grande maggioranza delle piante dipende dalla luce per crescere; non possono vivere nell'oscurità completa. Tuttavia, i cicli e le lunghezze della giornata giocano un ruolo importante nella crescita delle piante.

Piante non fotosintesi: eterotrofi

Le piante che vivono su altri organismi sono l'eccezione piuttosto che la regola. Queste piante sono eterotrofi e non hanno cloroplasti. Pertanto, non creano i materiali che devono utilizzare dal sole. In teoria, questo significa che queste piante potrebbero crescere completamente al buio. Si trovano spesso in condizioni di scarsa illuminazione, come quelle che si trovano su un suolo della foresta.

Si pensava in passato che alcune piante potessero sopravvivere solo sulla materia in decomposizione, e queste piante erano chiamate saprofiti
. Tuttavia, è stato scoperto che tutte queste piante hanno una relazione simbiotica o parassitaria con i funghi e sono quindi più propriamente chiamate mico-eterotrofi
. I tubi indiani, ad esempio, ottengono la loro energia dai funghi, che a loro volta ottengono la loro energia dalle radici degli alberi. Altre piante eterotropiche sono parassiti direttamente sulle piante. Squawroot è un parassita sulle radici della quercia rossa, ad esempio.

Anche se queste piante non si fotosintetizzano, alla fine dipendono dalle piante che fanno la fotosintesi per tutta la loro energia. Così mentre loro stessi possono crescere nell'oscurità, i loro organismi ospiti produttori di energia non possono.

Piante fotosintesi: autotrofi

La stragrande maggioranza delle specie nel regno vegetale produce il combustibile di cui hanno bisogno dal sole con input di minerali e materia da aria, suolo e acqua. La quantità di luce solare che le piante necessitano, tuttavia, è altamente variabile.

Le piante con grandi foglie larghe tendono ad essere da aree tropicali calde e umide con un sole fisso e non fluttuante durante tutto l'anno. Possono anche essere piante che si trovano sul suolo della foresta delle regioni temperate dove crescono grandi foglie per catturare il più possibile la radiazione solare in condizioni di scarsa illuminazione.

Le piante con foglie piccole tendono ad essere più fredde o più secche biomi. Gli alberi delle zone temperate perdono le foglie ogni anno quando le ore diurne si accorciano, quindi le foglie sono più piccole per risparmiare energia. Con l'abbondante luce solare nel deserto, le "foglie" sui cactus assumono la forma di aghi che proteggono l'acqua preziosa all'interno dai consumatori nell'ambiente. I cactus fanno la fotosintesi, ma la maggior parte di questa attività avviene negli steli anziché negli aghi.

Nei biomi temperati, la quantità di luce solare può essere estrema, il che si traduce in alcuni modelli di crescita estremi nelle piante domestiche. Nonostante le temperature più fresche, l'Alaska produce spesso zucche e cavoli da record durante la breve stagione di crescita a causa dei lunghissimi giorni estivi di sole di mezzanotte.

Metabolismo vegetale e ritmi circadiani

Mentre tutte le piante hanno bisogno della luce del sole in grado di sopravvivere, hanno processi metabolici che continuano nell'oscurità. Un esempio di processo indipendente dalla luce è il ciclo di Calvin, in cui il carbonio viene catturato e convertito in energia immagazzinata usando l'energia che viene immagazzinata da altre reazioni fotosintetiche durante il giorno. Un altro è la respirazione, dove l'ossigeno è combinato con il cibo immagazzinato per renderlo utilizzabile. Le piante di solito producono ossigeno durante il giorno a causa di reazioni fotosintetiche e usano l'ossigeno durante la notte a causa della respirazione.

A causa dei loro ritmi circadiani interni, mentre è buio, le piante anticipano l'alba e si preparano su un cellulare livello prima che i loro cloroplasti siano stimolati dalla luce.

In breve, l'oscurità gioca un ruolo significativo nella crescita delle piante, influenzando la distribuzione dei cloroplasti, la forma delle foglie, i modelli di crescita e la durata dei cicli giornalieri.