向日葵“向陽”并不簡單
向日葵又叫葵花、太陽花,被人們譽為是向往光明、充滿希望的好花,也是“植物大戰僵尸”中的“正義之花” 。
新生幼嫩的向日葵的確帶有明顯的向陽性 。清晨,它微笑迎接旭日東升,中午 , 它仰面直視中天之日,傍晚,它默默凝望夕陽西下 。那么 , 向日葵為何會隨著太陽旋轉?
“生長素驅動”是一個最常見的解釋 。植物體內會產生一種奇妙的生長素,這種物質主要集中在生長旺盛的部位,可以促使植株長高長大,但就是不喜愛陽光 。所以,向日葵莖端的生長素就會從向光側移向背光側 , 從而在背光的一面聚集起來,它們促使背光面長得特別快,而向陽的一面長得慢些 。莖的兩側生長速度不同,長得快的一側會向著長得慢的一側彎曲,于是向日葵就向著光源處轉動 。

“葉黃氧化素抑制”是另外一個解釋 。向日葵莖端生長區的兩側除存在生長素濃度的差異外,還存在生長抑制物質濃度的差異,這種抑制物質叫做葉黃氧化素 。與生長素相反,葉黃氧化素會抑制細胞伸長并且在向陽的一側積累,從而造成莖的兩側生長速度不同 。因此,葉黃氧化素的分布不均也促使了向日葵的向光旋轉 。
隨著研究的深入,科學家還發現 , 由于復雜的生理機制,向日葵的葉片始終傾向于與光線保持垂直(這種現象叫做植物運動的“橫向光性”,向日葵、花生、棉花等植物都具有“橫向光性”),從而可以帶動莖和花盤隨著太陽旋轉 。
因此,向日葵的向陽性是多種因素共同作用的結果,但是其葉子和花盤在白天追隨太陽從東轉向西,并非即時同步的跟隨 。科學家測量過,向日葵花盤的指向落后太陽大約12度 , 即48分鐘 。太陽下山后,向日葵的花盤又慢慢往回擺 , 在大約凌晨3點時,又朝向東方等待太陽升起 。
成熟后為何“向東”
然而,向日葵并非永遠都是朝著太陽的 。當幼嫩的向日葵長到成熟之后,它就不再隨著太陽轉了 。那時,向日葵的莖就會變得堅硬,即使是生長素和葉黃氧化素也無法使莖扭轉,于是向日葵的“花臉”就固定下來,一直朝向東方了 。那么問題來了 , 為什么向日葵成熟之后就一直朝向東方了呢?朝向西方有什么不好么?
科學家對這個問題也很好奇,他們設計了一個實驗,來尋找向日葵朝向東方的原因 。實驗的思路很簡單 , 既然向日葵一直朝向東方,其中一定有好處 。所以 , 只要把一些向日葵轉到別的方向上,比如西方,然后對比二者之間的差別 , 就知道這個“好處”是什么了 。科學家發現,在早晨的時候,向東的向日葵會吸引更多的蜜蜂,而在一天的其他時間內,蜜蜂對于向日葵的朝向并不會區別對待 。這意味著,早上這段時間對于向日葵非常重要 。于是 , 科學家重點觀察了向日葵在早上有什么特殊表現 。他們發現,向東的向日葵恰好在早上開始活躍地釋放花粉 , 持續時間大約為30分鐘,而且,向日葵釋放花粉的活躍時間正好也是蜜蜂傳播花粉的活躍時間——這應該不是巧合 , 而是有必然的聯系 。
科學家猜測,二者同步的原因,或許和向日葵的頭狀花序的溫度有關 。當太陽升起時,會使頭狀花序的溫度升高,促使它釋放出花粉來,恰好這個時候蜜蜂也來了 , 從而幫助向東的向日葵更好地傳播花粉 。為了證明這個猜測,科學家在早上給向西的向日葵進行了適當加熱,雖然這些向日葵接受的光照量仍然較少 , 但溫度和向東的向日葵沒有分別 。實驗結果顯示,加熱過的向西的向日葵也展現出了類似的花粉釋放行為,但有趣的是 , 蜜蜂并沒有因此被吸引過來 。所以,科學家又提出了第二種猜測,也許向日葵的花上有某種肉眼看不到的斑紋或印記 , 但是在太陽紫外線的照射下,它們可以被蜜蜂看到,從而將后者吸引過來 。不過 , 這種猜測仍然尚待證明 。
不論如何,最終的實驗結果是明確的——向東的向日葵比向西的向日葵產生了數量更豐富、重量更重的種子,前者可以繁衍更多的后代 , 更具有生存優勢 。所以,成熟的向日葵面向東方,這依然是自然選擇的結果 。
【向日葵面向太陽的原因】
