בשנות השלושים של המאה העשרים, ניסו שני חוקרים - גרנר ואלארד - למצוא מהו הגורם הסביבתי אשר משרה פריחה במינים מסוימים של צמחים. לאחר שמצאו ששינוי בטמפרטורה ושינוי בעוצמת האור אינם הגורמים הסביבתיים המשפיעים על מועד הפריחה של אותם צמחים, העלו השערה שאורך היום הוא הגורם המשפיע. בכדי לבחון השערה זו, הם גידלו את הצמחים בסביבה שבה יכלו לשלוט, בעזרת תאורה מלאכותית, על משך ההארה. ואכן, בסדרת ניסויים, הם מצאו שהגירוי הסביבתי, שאליו רגישים הצמחים שנבדקו, הוא משך ההארה. באלפי ניסויים שנעשו מאז, התגלו כמה תגובות התפתחותיות הקשורות למשך ההארה, כגון: נשירת העלים בסתיו וכניסת הצמחים לתרדמת חורף. האורך היחסי של תקופות האור והחושך, במחזור היומי, משפיע על מהלך ההתפתחות בצמחים. להשפעה זו קוראים פוטופריודיזם (פוטו=אור; פריודיזם=מחזוריות).
התגובות הפוטופריודיות הן בעלות משמעות רבה לחיי הצמח; הן מאפשרות לו להגיב לשינויים עונתיים, מבלי להיות תלוי בשינויים פתאומיים, כמו: גל קור, גל חום או רוח חזקה. יכולתם של הצמחים להגיב על אורך היום מאפשרת להם להתאים את שלבי ההתפתחות לעונות המתאימות בכל אזור, כך שאת עונות השנה הקשות הצמח עובר בשלב העמיד, יחסית, של התפתחותו. בנגב, למשל, צמחים חד-שנתיים עוברים את הקיץ החם והיבש כזרעים; באזורים הממוזגים עומדים העצים הנשירים בשלכת וניצניהם רדומים בחורף הקר. אורך היום הוא אות בקרה סביבתי אמין: הוא משתנה במהלך השנה בצורה עקבית, אופיינית וצפויה בכל אזור. העץ הנשיר משיר את עליו כשהיום מתקצר גם אם הטמפרטורה עדיין מספיק גבוהה לצמיחה. בדרך זו הצמח מוכן מבעוד מועד לתנאים הקשים הצפויים לו בחורף.
בשלבים הראשונים של המחקר בנושא הפוטופריודיזם, לא היה ברור אם הצמחים מגיבים למספר שעות האור או למספר שעות החושך. בניסויים, שבהם גודלו צמחים בסביבה מלאכותית. נמצא, ששבירת הלילה על ידי הבזק אור קצר, מונעת או מעכבת את התגובה ההתפתחותית. מכאן הסיקו החוקרים שהצמחים מגיבים למספר שעות החושך.
התגובה הפוטופריודית הנחקרת ביותר היא השפעת משך ההארה על מועד הפריחה. מינים רבים של צמחים רגישים לאורך הלילה, ביניהם מינים הפורחים רק כאשר הלילות קצרים מאורך מסוים. צמחים כאלה נקראים צמחי יום ארוך. יש מינים הפורחים רק כאשר הלילות ארוכים, והם נקראים צמחי יום קצר. יש גם צמחים אשר אינם מגיבים כלל לאורך הלילה, והם נקראים צמחים נייטרלים.
מנגנון התגובה הפוטופריודית
שנים אחדות לאחר גילוי תופעת הפוטופריודיזם, החלו חוקרים לחפש את האיבר בצמח הרגיש למחזוריות אורך היום. לצורך המחקר הם השתמשו בצמחים שהוחזקו במשטר תאורה מעודד פריחה. בכל אחד מן הצמחים בניסוי, כיסו החוקרים איבר אחר. הטיפול בניסוי היה שבירת הלילה על-ידי מתן של הבזק אור במהלך שעות החשכה. כאשר כיסו את האיבר שקולט את גירוי האור, היתה פריחה בצמחים, אבל כאשר האיבר קולט הגירוי היה חשוף, לא הייתה פריחה או ששיעור הפריחה היה נמוך. בניסויים האלה נמצא, שהרגישות לגירוי הפוטופריודי היא בעיקר בעלים. החוקרים שיערו שמולקולה של פיגמנט כלשהו בעלים קולטת את הגירוי. כדי לזהות את הפיגמנט האחראי לקליטת הגירוי בעלים, בדקו החוקרים את ספקטרום הפעולה של התגובה הפוטופריודית. התברר שהרגישות הגבוהה ביותר היא לאור בתחום האדום של הספקטרום (660 ננומטר). עם זאת, נמצא שניתן לבטל את השפעת האור הזה על ידי קרינה באור אדום-רחוק (730 ננומטר). הממצאים האלה הובילו את החוקרים למסקנה, שקליטת הגירוי הפוטופריודי נעשית במולקולת הפיטוכרום. לפי השערת החוקרים, הצמח קולט את הגירוי בפיטוכרום ו"מודד" את משך ההחשכה במנגנון למדידת זמן שנקרא שעון ביולוגי.
השאלה הבאה שהחוקרים ביקשו לפתור היא: כיצד מועבר הגירוי שנקלט במולקולת הפיטוכרום לניצן המגיב בפריחה? ההשערה הרווחת הייתה, שכאשר העלה נחשף לפוטופריודה מתאימה, הוא מתחיל לייצר חומר מסוים. החומר מועבר לניצן ומשפיע על פריחתו. החוקרים אף קראו לחומר הזה בשם פלוריגן - גורם פריחה. אולם עד היום לא נמצא החומר ורוב החוקרים נטשו את תיאוריית הפלוריגן.
למחקר בנושא הפוטופריודיזם יש חשיבות רבה בהבנת מנגנוני הבקרה המפקחים על ההתפתחות בצמחים ועל התאמתם של הצמחים לסביבתם. לידע שהצטבר בנושא הזה נמצאו יישומים חקלאיים רבים, כמו: גידול אינטנסיבי של צמחים שונים ופיקוח מלאכותי על מועד הפריחה.