導語:有一個說法是,每天向日葵都會向著太陽,自東向西旋轉自己碩大的花盤,但是你有沒有想過,這些向日葵轉到晚上,會一個甩頭回到初始狀態嗎?
有一個說法是,每天向日葵都會向著太陽,自東向西旋轉自己碩大的花盤,但是你有沒有想過,這些向日葵轉到晚上,會一個甩頭回到初始狀態嗎?
到目前為止,向日葵轉頭的機制還不清晰。但是有一點是可以肯定的,向日葵并非一直會轉動。在花芽時期,它們的花盤會隨著太陽自東向西轉動。但是,在花朵完全開放之后,向日葵花盤基本上就固定不動了,并且絕大多數花盤都指向東方了。關于影響向日葵轉動的因素,目前主要有光照影響和熱影兩種觀點。
光照決定了運動
其中,通過光照對生長素影響,是接受度最高的觀點。其基本原理是,光照會影響向日葵莖中生長素的分布,受光照一側的生長素濃度低,背光一側的生長素濃度高。這種一來,背光一側的細胞生長會更快一些,而受光一側的。出現了隨太陽轉動的想象。至于夜晚的時候,轉回來,是由于重力影響生長素的分布。在向日葵開花后,莖生長減緩,基本固定了,但是仍有很小范圍的擺動。
實際上,很久之前科學就就開始研究植物的向光性了。早在1880年,達爾文父子就做過一個實驗,證明在單側光的照射下,虉草的幼芽會向著光源的方向彎曲。1928年,荷蘭植物學家溫特(Frits Warmolt Went)把一盆燕麥苗關在小黑屋里,經過一段時間之后,在一側用特殊的光照射它們,結果這些燕麥苗向著光彎曲了,通過分析發現,向光一側的生長素減少了,而背光一側的生長素增多了,所以背光方向的細胞分裂地更快,于是燕麥芽就彎向了光照方向。這種向光性彎曲生長,幾乎是肉眼可見的,足見光線對植物的影響之大。
除了通過影響生長素分布來誘導植物運動,光照還可以通過影響細胞內水分多少(膨壓)促使花瓣和葉片運動。如果我們觀察一下蒲公英的花朵,就是發現,白天怒放的蒲公英花朵在太陽落山后都不見了蹤影,這就是因為細胞失去了光的刺激,改變了細胞膜的通透性,引發水分流動,從而造成蒲公英花序特定部位兩側細胞壓力的變化,最終使得花序的閉合起來。當第二天太陽升起的時候,在光的刺激下,細胞膜的通透性再次發生變化,于是蒲公英的花序就再次打開了。
熱了會轉頭嗎
至于熱影響向日葵轉動的觀點則認為,光對向日葵沒有影響,特別是冷光對于向日葵的轉動沒有影響,而熱卻會影響向日葵的轉動。熱量會影響花盤的纖維收縮,從而促使花盤轉動。據說,一旦在向日葵旁邊放置火盆,向日葵的花盤就會朝著火盆。但是未見到實驗數據。
不過,有些花朵確實會感受到溫度變化,并且會根據氣溫的高低來決定自己的開花時間,郁金香和番紅花皆是如此。這種運動的原因是,溫度變化會引起的花瓣背腹生長速度的變化。一般來說,處于夜晚低溫環境時,花瓣外側細胞的生長速度比較快,所以促使花朵處于閉合狀態,而當白天溫度升高的時候,花瓣內側的生長加快,促使花瓣向外打開。對植物來說,這可不是一個簡單的游戲,因為在合適的溫度下開放花朵,更有利于將自己的花粉傳播出去,同時接受花粉。當溫度不合適的時候,關閉花朵,可以有效地保護花粉和胚珠。看似簡單的運動,其實關系到植物的終身大事。
總的來說,“光照?生長素”假說更適用于向日葵轉頭這一現象。不管怎樣,植物的運動都不止是娛樂活動,其中還有很多生存奧秘,等待我們去破解。
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