向日葵追著太陽(yáng)跑,晚上華麗猛回頭?

曾經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上流傳過一個(gè)有意思的帖子:“向日葵追著太陽(yáng)跑了一個(gè)白天,從東邊到西邊,那第二天早上是如何回到東邊的呢?一個(gè)華麗麗的猛回頭?一甩頭,會(huì)不會(huì)甩飛了一臉的葵花籽?

畫面好美,吃貨們不由得開始流口水~
“向日葵,一名西番葵。高一、二丈,葉大于蜀葵,尖狹多刻缺。六月開花,每桿頂上只一花,黃辦大心,其形如盤。隨太陽(yáng)回轉(zhuǎn),如日東升則花朝東,日中天則花直朝上,日西沉則花朝西?!薄蛉湛恢笔亲穼り?yáng)光的象征。文學(xué)中的對(duì)向日葵向日性的描述,也導(dǎo)致了實(shí)際生活中我們對(duì)于向日葵向日性的誤解。
誤解一
向日葵從發(fā)芽到花盤盛開之前這一段時(shí)間,其葉子和花盤在白天追隨太陽(yáng)從東轉(zhuǎn)向西,而到了晚上,則是相反的過程(并不是早上的猛甩頭既視感,所以,吃貨們,收收口水,并不會(huì)甩出葵花籽)。

圖A是追蹤的向日葵幼苗尖端在晚上的運(yùn)動(dòng)軌跡。到了晚上,向日葵會(huì)重新定位其方向,使得在黎明太陽(yáng)升起前回到東方的位置。圖B是向日葵幼苗莖的方向的日周期變化。白天跟著太陽(yáng)轉(zhuǎn)到西邊,晚上,則會(huì)回到東邊。
誤解二
只有成長(zhǎng)中的植株和幼嫩的花盤才會(huì)存在隨著太陽(yáng)扭頭的現(xiàn)象,隨著向日葵花盤的增大,向日葵早晨向東彎曲、中午直立、下午向西彎曲、夜間直立的周而復(fù)始的轉(zhuǎn)向逐漸停止,花盤除表現(xiàn)為越來越明顯的垂頭外,朝向不再改變,大致位于東南方向。

從圖B向日葵幼苗莖的方向的日周期變化中可以知道,晚上向日葵幼苗的轉(zhuǎn)向速度明顯比白天快了很多,近乎是白天的兩倍。
那既然不是猛甩頭,向日葵晚上從西邊轉(zhuǎn)回到東邊的調(diào)控因素是什么呢?
生長(zhǎng)素假說
生長(zhǎng)素分布的不對(duì)稱導(dǎo)致向日葵莖干兩側(cè)的生長(zhǎng)速度不一致。白天東邊長(zhǎng)得較快,導(dǎo)致其向西彎曲;晚上西邊長(zhǎng)的快,導(dǎo)致向東彎曲。
生長(zhǎng)抑制物假說
向日葵莖端生長(zhǎng)區(qū)的兩側(cè)存在生長(zhǎng)抑制物(黃質(zhì)醛)濃度的差異。黃質(zhì)醛是脫落酸合成過程的中間產(chǎn)物,能抑制細(xì)胞的伸長(zhǎng)。
實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)光從一側(cè)照射向日葵三十分鐘后,向日葵頂端生長(zhǎng)區(qū)兩側(cè)的黃質(zhì)醛濃度會(huì)發(fā)生變化。向光側(cè)含量較高,而背光側(cè)含量較低。由于黃質(zhì)醛對(duì)兩側(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育抑制的效果不一樣,造成莖的兩側(cè)生長(zhǎng)速度不同。
生物鐘假說
和動(dòng)物一樣,植物有一個(gè)24小時(shí)的生理時(shí)鐘,即晝夜節(jié)律。這讓它們知道在一天某個(gè)時(shí)候,自己該干什么。
生物節(jié)律的“內(nèi)源性假說”被廣泛認(rèn)可,其認(rèn)為,現(xiàn)存生物絕大多數(shù)生理節(jié)律是由機(jī)體中測(cè)時(shí)機(jī)構(gòu)所發(fā)生和控制的、主動(dòng)變化的內(nèi)源性調(diào)節(jié)。生物節(jié)律對(duì)環(huán)境周期性的改變具有相對(duì)穩(wěn)定性。
研究發(fā)現(xiàn),即使是在太陽(yáng)光并不強(qiáng)烈的陰天,向日葵也能表現(xiàn)出從東到西的方向轉(zhuǎn)動(dòng),晚上則能重新調(diào)整它們的葉子和幼嫩的花盤,并移回來朝向東方以期待日出。
關(guān)于植物如何設(shè)置和維護(hù)這個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘,劍橋大學(xué)植物科學(xué)系的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn),植物經(jīng)由光合作用產(chǎn)生的糖是計(jì)時(shí)的關(guān)鍵。
向日葵的向日性為什么在成熟后就會(huì)消失呢?
成年的向日葵不再隨著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),而是一直朝著東南的方向,這是為什么呢?
成熟的向日葵將不跟隨太陽(yáng)的軌跡改變方向
猜想一
認(rèn)為當(dāng)向日葵達(dá)到成熟狀態(tài)后,控制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的信號(hào)停止了。植物的不同生長(zhǎng)時(shí)期,其營(yíng)養(yǎng)的配比是不相同的。
猜想二
認(rèn)為成熟的向日葵花盤能產(chǎn)生一種移動(dòng)信號(hào),抑制莖的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)向。
成熟的向日葵擁有沉重的花盤,這使得它們的莖干必須具有強(qiáng)有力的支持力,所以不易轉(zhuǎn)動(dòng)的特征顯得十分必要。
另外,關(guān)于為何成熟后的向日葵持續(xù)保持朝向東南方向,研究發(fā)現(xiàn),這有助于早晨迅速的提升花盤溫度,吸引昆蟲傳粉。朝向東方的向日葵比朝向西方的向日葵能吸引更多的昆蟲傳粉。