L’horloge circadienne — ou biologique — est un mécanisme moléculaire intrinsèque de mesure du temps qui permet aux plantes de coordonner leurs activités physiologiques sur des cycles de 24 heures appelés rythmes circadiens. Le photopériodisme est un terme collectif désignant les réponses biologiques des plantes aux variations des durées relatives des périodes d’obscurité et de lumière. La période d’exposition à la lumière est appelée photopériode.
Un exemple de photopériodisme chez les plantes est la floraison saisonnière. Les scientifiques croient que les plantes sont incitées à fleurir par la correspondance de leur horloge circadienne aux changements de la photopériode. Elles détectent ces changements à l’aide de systèmes de photorécepteurs sensibles à la lumière.
Les phytochromes sont un groupe de photorécepteurs impliqués dans la floraison et d’autres processus induits par la lumière. Le système des phytochromes permet aux plantes de comparer la durée des périodes sombres sur plusieurs jours.
Les plantes de jour court (nuit longue) fleurissent après un nombre minimum de longues nuits consécutives. En revanche, les plantes de jour long (nuit courte) initient la floraison après un nombre minimum de nuits courtes consécutives.
Les phytochromes existent sous deux formes interconvertibles : Pr et Pfr. Le Pr est converti en Pfr pendant la journée, de sorte que le Pfr est plus abondant en plein jour. Le Pfr est converti en Pr la nuit ; il y a donc plus de Pr la nuit. Par conséquent, les plantes peuvent déterminer la longueur du cycle jour-nuit en mesurant le rapport Pr/Pfr à l’aube. Les longues nuits d’hiver réduisent les niveaux de Pfr à l’aube, tandis que les nuits plus courtes du printemps entraînent des niveaux plus élevés de Pfr au lever du soleil.
