日本大百科全書(ニッポニカ) の解説
光周性（こうしゅうせい）
こうしゅうせい
1日の昼の長さ、あるいは夜の長さの変化に対応して示す生物の反応性をいう。また、そのような反応を光周性反応という。植物の花芽形成、多くの昆虫、魚、鳥における生殖活動、休眠などで光周性がみられる。
［勝見允行］
発見の歴史
1920年、アメリカの育種学者ガーナーW. W. GarnerとアラードH. A. Allardによって発見された。彼らは、マリーランド・マンモスMaryland Mammothとよばれるタバコの1品種と、ビロキシBiloxiというダイズの1品種が、季節の変化に対して変わった開花様式を示すことから、これらの植物の開花を調節している原因を研究していた。すなわち、マリーランド・マンモスタバコは夏の間は盛んに栄養成長を続けて開花せず、冬に入って温室に移すと初めて開花結実する。ビロキシダイズは、春から夏にかけて10日ごとに種子を播(ま)いて育てても、すべて同じ時期に開花する。ガーナーとアラードは、栄養や温度の条件を変えて調べてみても、これらは調節原因ではなく、最後に、日長（昼の時間）の短い条件下で育てると開花が誘導されることを発見した。そこで多くの植物種について調べてみると、日長が短くなると開花するものと、日長が長くなると開花するものとがあり、前者を短日植物、後者を長日植物と名づけた。日長に関係なく開花する植物は中性植物という。
［勝見允行］
植物の光周性反応
花芽形成における光周性反応の感度は植物の種類によって異なるが、多くの場合、かなりの精度で反応する。実験的に調べると、短日植物と長日植物は、それぞれ花芽形成の可能な最短の連続暗期（または最長の明期）と最長の連続暗期（または最短の明期）をもっており、これを限界暗期（または限界日長）という。敏感な植物では、15～20分の差で花芽形成が誘導されたり、されなかったりする。たとえば、オナモミの限界暗期は8時間15分である。イネのアケボノ品種の限界暗期は約10時間で、この光周条件では出穂までに56日かかるが、30分延長して10時間半の暗期にすると、出穂までの日数は34日、1時間延長して11時間にすると30日に短縮される。暗期はこれ以上延ばしてもほとんど影響はない。
光周性反応において明期として認識される照度も、植物によって異なる。イネは鈍感で、朝夕の照度約200ルクス以下は暗期と同じである。オナモミは敏感で10～50ルクスの照度でも明期とみなす。
一定期間、適切な光周条件下に植物を置き、そのあと不適切な光周条件下に置いても光周性反応が得られる場合、光周（性）誘導がなされたという。たとえば、短日植物のオナモミやアサガオは1回の光周性処理で、あとは長日条件に置いても光周誘導がおこり、花芽形成がある。しかし、同じ短日植物のキクは、8～30回の短日処理が必要である。
植物の光周性は花芽形成のほかにもみられる。キクイモなどの塊茎の形成、落葉などは短日条件で誘導され、イチゴの匍匐(ほふく)根やタマネギの鱗茎(りんけい)の形成は長日条件で誘導される。茎や樹芽の成長は短日条件で抑えられる。植物の光周性は、農業や園芸でいろいろと利用されている。
［勝見允行］
動物の光周性反応
動物も植物同様に、季節の移り変わりによる温度や湿度の変化などの環境の変化にさらされている。そこで、生存にもっとも都合のよい時期に発生、成長、繁殖を行うために、季節の移り変わりを知る手段として光周性を用いている。たとえば北半球の高緯度地方では、春になると一斉に渡り鳥が渡来し、やがて繁殖を始める。これは1日の明期が、ある長さ（限界日長）より長くなるためである。このため、実験室内で人工的に照明時間を長くして冬の間に繁殖を行わせることができる。このような性質は、植物と同じく昆虫の休眠などでも知られている。動物の場合も、限界日長より長くなると反応することを長日性、その逆を短日性という。光周性反応がおこるということは、生物が時間を測定していることを意味する。現在では、生物は計時機構を生まれつきもっており、これを時間測定に利用していると考えられている。たとえば鳥における生殖腺(せん)刺激ホルモン分泌や、昆虫の休眠といった長日性の光周性反応は短日下ではおこらないが、ある特定な時間帯に光パルスを与えて暗期を中断すると、光周性反応が誘導される。しかもこの特定の時間帯（光感受相）は、暗期を延長しても24時間ごとに出現する。すなわち光周性反応とは、生物時計によって駆動される光感受性のリズムの頂点位相に光が当たった結果おこるものと考えられている。この考えに当てはまらず、二つの振動体の位相の一致、あるいは砂時計型の計時機構によって光周性反応がおこる例も知られている。
［和田 勝］