向日葵為何“向陽”？

蘇一橫

向日葵“向陽”并不簡單

向日葵又叫葵花、太陽花，被人們譽(yù)為是向往光明、充滿希望的好花，也是“植物大戰(zhàn)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(huì)隨著太陽旋轉(zhuǎn)？

“生長素驅(qū)動(dòng)”是一個(gè)最常見的解釋。植物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一種奇妙的生長素，這種物質(zhì)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(huì)從向光側(cè)移向背光側(cè)，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(cè)生長速度不同，長得快的一側(cè)會(huì)向著長得慢的一側(cè)彎曲，于是向日葵就向著光源處轉(zhuǎn)動(dòng)。

“葉黃氧化素抑制”是另外一個(gè)解釋。向日葵莖端生長區(qū)的兩側(cè)除存在生長素濃度的差異外，還存在生長抑制物質(zhì)濃度的差異，這種抑制物質(zhì)叫做葉黃氧化素。與生長素相反，葉黃氧化素會(huì)抑制細(xì)胞伸長并且在向陽的一側(cè)積累，從而造成莖的兩側(cè)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(zhuǎn)。

隨著研究的深入，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，由于復(fù)雜的生理機(jī)制，向日葵的葉片始終傾向于與光線保持垂直（這種現(xiàn)象叫做植物運(yùn)動(dòng)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(dòng)莖和花盤隨著太陽旋轉(zhuǎn)。

因此，向日葵的向陽性是多種因素共同作用的結(jié)果，但是其葉子和花盤在白天追隨太陽從東轉(zhuǎn)向西，并非即時(shí)同步的跟隨?？茖W(xué)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?cái)[，在大約凌晨3點(diǎn)時(shí)，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(yuǎn)都是朝著太陽的。當(dāng)幼嫩的向日葵長到成熟之后，它就不再隨著太陽轉(zhuǎn)了。那時(shí)，向日葵的莖就會(huì)變得堅(jiān)硬，即使是生長素和葉黃氧化素也無法使莖扭轉(zhuǎn)，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(xué)家對(duì)這個(gè)問題也很好奇，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來尋找向日葵朝向東方的原因。實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)到別的方向上，比如西方，然后對(duì)比二者之間的差別，就知道這個(gè)“好處”是什么了?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，在早晨的時(shí)候，向東的向日葵會(huì)吸引更多的蜜蜂，而在一天的其他時(shí)間內(nèi)，蜜蜂對(duì)于向日葵的朝向并不會(huì)區(qū)別對(duì)待。這意味著，早上這段時(shí)間對(duì)于向日葵非常重要。于是，科學(xué)家重點(diǎn)觀察了向日葵在早上有什么特殊表現(xiàn)。他們發(fā)現(xiàn)，向東的向日葵恰好在早上開始活躍地釋放花粉，持續(xù)時(shí)間大約為30分鐘，而且，向日葵釋放花粉的活躍時(shí)間正好也是蜜蜂傳播花粉的活躍時(shí)間——這應(yīng)該不是巧合，而是有必然的聯(lián)系。

科學(xué)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(guān)。當(dāng)太陽升起時(shí)，會(huì)使頭狀花序的溫度升高，促使它釋放出花粉來，恰好這個(gè)時(shí)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(gè)猜測，科學(xué)家在早上給向西的向日葵進(jìn)行了適當(dāng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，加熱過的向西的向日葵也展現(xiàn)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(xué)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(shí)驗(yàn)結(jié)果是明確的——向東的向日葵比向西的向日葵產(chǎn)生了數(shù)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(yōu)勢(shì)。所以，成熟的向日葵面向東方，這依然是自然選擇的結(jié)果。