秋天到了,公園裏的向日葵也將要迎來最佳的賞花季節。
我們大多數人從小就聽説過,向日葵的花盤是向着太陽轉的——這一點就像它會結出瓜子一樣,似乎是毋庸置疑的常識。
然而,在日常生活中或一些攝影作品裏,有人會發現,似乎並不是所有向日葵都時刻朝向太陽,有時個別“特立獨行”的向日葵還會背對着太陽,甚至還有可能一整片向日葵都把“頭”轉過去,彷彿在跟太陽“鬧脾氣”。
那麼,究竟為什麼這些向日葵要背對太陽呢?難道小學課本里講的向日葵花盤會向着太陽轉動是騙人的嗎?
向陽是植物激素調節的結果
要想了解這些“特立獨行”的向日葵為什麼會出現不向陽的情況,我們首先要弄清楚向日葵花盤為什麼會隨着太陽轉動。
早在18世紀末,科學家就針對這個問題進行了研究。植物學家通過相關實驗發現,向日葵花盤之所以會跟着太陽轉動,主要是因為其體內所具備的兩種物質——生長素和葉黃氧化素。
其中,生長素分佈在向日葵花盤下面的莖部,它主要的作用是刺激向日葵的植物細胞快速分裂、繁殖,進而促進向日葵的生長髮育。
但同時,生長素本身具有畏光的特點,它的作用會受到光的抑制,所以向日葵花盤下的莖部背光的那側,細胞縱向伸長的速度得更快。向光和背光的兩面生長速度出現偏差,向日葵的莖端就會出現向陽面彎曲的現象,使得花盤向太陽傾斜。
而另一種成分——葉黃氧化素的作用卻恰恰相反,它能抑制植物細胞生長,並且它本身是喜光的,光照會增強它的活性。因此,葉黃氧化素會在向日葵向陽的一面累積,這也會導致向日葵的莖產生向太陽方向的彎曲。
隨着太陽的移動,光照的方向改變,生長素與葉黃氧化素的活性也在不斷變化,這使得向日葵頂端的花盤不斷改變方向,當中午到來時,向日葵是直立的,到下午時它的莖又向西彎曲。
不過,植物學家測量後發現,向日葵的花盤對太陽並非實時跟隨,落後角度約12度,即運轉時間相差48分鐘。
太陽下山以後,隨着夜幕降臨,光照的影響慢慢地消失殆盡,於是向日葵體內的生長素和葉黃氧化素又會重新分佈,花盤也會漸漸地往回轉動,彎曲的枝幹又重新變得直立起來。
根據研究人員的觀測結果顯示,通常在凌晨3點鐘左右,向日葵就會轉回東方,以便等到下一次日出時能及時接受陽光的照射,進行新一天的光合作用。
不再向陽是長大成熟的表現
那麼,為什麼有的向日葵不再表現出隨光而動呢?是因為沒有受到這兩種物質的影響嗎?
或許有人已經猜到了,對一朵向日葵來説,從花蕊和花朵開始生長一直到花朵盛開的這段時間,它的花盤確實是圍着太陽轉的。
但當向日葵開始授粉、結籽以後,它的莖稈逐漸老化,體內的生長素和葉黃氧化素會越來越少,所產生的影響也越來越小,於是向日葵的花盤隨太陽擺動的幅度也開始不斷減小,直到幾乎不再發生任何轉動。
在這一階段,向日葵的花盤趨於成熟,果實的重量增加,這時候花盤的朝向更多地是受到地心引力的影響,因此我們會看到成熟的向日葵總是垂着頭的。
成年的向日葵往往會固定朝向東南方,這是因為面朝東南方可以接受清晨的陽光,有利於烘乾夜晚累積在花盤上的露水,減少受黴菌侵染的可能性,同時適當提升花盤的温度,吸引傳粉的昆蟲。
此外,向日葵的花粉害怕高温,如果温度高於30攝氏度,就會被灼傷,面朝東南方可以有效地讓花粉避免正午時強烈的陽光直射。
總的來説,向日葵會向陽轉動是出於生長的需要,而不再向陽則是它們長大成熟的表現。
其實,這種由於體內激素分佈所帶來的向光性並非是向日葵的專利,許多植物在生長期都會受到激素的“操控”。
例如,在一項關於豌豆幼苗的生長實驗中人們發現,通過人工改變光照方向後,豌豆的幼苗也會隨之不斷改變生長方向,甚至不惜將身體扭成麻花狀。
既然有一部分植物在生長期都具有這一特點,為什麼人們單單強調向日葵的向光性呢?這或許與它大而圓、金燦燦的花盤有關吧。
(據微信公眾號“數字北京科學中心”)