Die zirkadiane – oder biologische – Uhr ist ein intrinsischer, zeiterhaltender, molekularer Mechanismus, der es Pflanzen ermöglicht, physiologische Aktivitäten über 24-Stunden-Zyklen zu koordinieren, die als zirkadiane Rhythmen bezeichnet werden. Photoperiodismus ist ein Sammelbegriff für die biologischen Reaktionen von Pflanzen auf Veränderungen der relativen Länge von dunklen und hellen Perioden. Die Periode der Lichtaussetzung wird als Photoperiode bezeichnet.
Ein Beispiel für Photoperiodismus in Pflanzen ist die saisonale Blüte. Wissenschaftler glauben, dass Pflanzen durch ihre zirkadianen Uhren aufgrund von Veränderungen in der Photoperiode zum Blühen gebracht werden. Sie erkennen diese Veränderungen durch lichtempfindliche Photorezeptorsysteme.
Phytochrome sind eine Gruppe von Photorezeptoren, die an blühenden und anderen lichtvermittelten Prozessen beteiligt sind. Das Phytochrom-System ermöglicht es Pflanzen, die Dauer dunkler Perioden über mehrere Tage hinweg zu vergleichen.
Kurztagpflanzen (lange Nacht) blühen nach einer Mindestzahl an aufeinanderfolgenden langen Nächten. Langtagpflanzen (kurze Nacht) hingegen beginnen nach einer Mindestzahl an aufeinanderfolgender kurzen Nächten zu blühen.
Phytochrome existieren als zwei austauschbare Formen: Pr und Pfr. Pr werden tagsüber in Pfr umgewandelt, so dass Pfr bei Tageslicht häufiger ist. Pfr wird nachts in Pr umgewandelt, so dass es in der Nacht mehr Pr gibt. Daher können Pflanzen die Länge des Tag-Nacht-Zyklus bestimmen, indem sie das Pr/Pfr-Verhältnis im Morgengrauen messen. Die langen Nächte des Winters reduzieren die Pfr-Werte im Morgengrauen, während die kürzeren Frühlingsnächte zu höheren Pfr-Werten bei Sonnenaufgang führen.
