向日葵追着太阳跑，晚上华丽猛回头？

作者：姚小燕（中国科学院水生生物研究所）

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

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曾经网络上流传过一个有意思的帖子：“向日葵追着太阳跑了一个白天，从东边到西边，那第二天早上是如何回到东边的呢？一个华丽丽的猛回头？一甩头，会不会甩飞了一脸的葵花籽？

画面好美，吃货们不由得开始流口水~

“向日葵，一名西番葵。高一、二丈，叶大于蜀葵，尖狭多刻缺。六月开花，每杆顶上只一花，黄辦大心，其形如盘。随太阳回转，如日东升则花朝东，日中天则花直朝上，日西沉则花朝西。”——向日葵一直是追寻阳光的象征。文学中的对向日葵向日性的描述，也导致了实际生活中我们对于向日葵向日性的误解。

误解一

向日葵从发芽到花盘盛开之前这一段时间，其叶子和花盘在白天追随太阳从东转向西，而到了晚上，则是相反的过程（并不是早上的猛甩头既视感，所以，吃货们，收收口水，并不会甩出葵花籽）。

图A是追踪的向日葵幼苗尖端在晚上的运动轨迹。到了晚上，向日葵会重新定位其方向，使得在黎明太阳升起前回到东方的位置。图B是向日葵幼苗茎的方向的日周期变化。白天跟着太阳转到西边，晚上，则会回到东边。

误解二

只有成长中的植株和幼嫩的花盘才会存在随着太阳扭头的现象，随着向日葵花盘的增大，向日葵早晨向东弯曲、中午直立、下午向西弯曲、夜间直立的周而复始的转向逐渐停止，花盘除表现为越来越明显的垂头外，朝向不再改变，大致位于东南方向。

从图B向日葵幼苗茎的方向的日周期变化中可以知道，晚上向日葵幼苗的转向速度明显比白天快了很多，近乎是白天的两倍。

那既然不是猛甩头，向日葵晚上从西边转回到东边的调控因素是什么呢？

生长素假说

生长素分布的不对称导致向日葵茎干两侧的生长速度不一致。白天东边长得较快，导致其向西弯曲；晚上西边长的快，导致向东弯曲。

生长抑制物假说

向日葵茎端生长区的两侧存在生长抑制物（黄质醛）浓度的差异。黄质醛是脱落酸合成过程的中间产物，能抑制细胞的伸长。

实验证明，当光从一侧照射向日葵三十分钟后，向日葵顶端生长区两侧的黄质醛浓度会发生变化。向光侧含量较高，而背光侧含量较低。由于黄质醛对两侧细胞生长发育抑制的效果不一样，造成茎的两侧生长速度不同。

生物钟假说

和动物一样，植物有一个24小时的生理时钟，即昼夜节律。这让它们知道在一天某个时候，自己该干什么。

生物节律的“内源性假说”被广泛认可，其认为，现存生物绝大多数生理节律是由机体中测时机构所发生和控制的、主动变化的内源性调节。生物节律对环境周期性的改变具有相对稳定性。

研究发现，即使是在太阳光并不强烈的阴天，向日葵也能表现出从东到西的方向转动，晚上则能重新调整它们的叶子和幼嫩的花盘，并移回来朝向东方以期待日出。

关于植物如何设置和维护这个内部时钟，剑桥大学植物科学系的研究团队已经发现，植物经由光合作用产生的糖是计时的关键。

向日葵的向日性为什么在成熟后就会消失呢？

成年的向日葵不再随着太阳转动，而是一直朝着东南的方向，这是为什么呢？

成熟的向日葵将不跟随太阳的轨迹改变方向

猜想一

认为当向日葵达到成熟状态后，控制营养生长的信号停止了。植物的不同生长时期，其营养的配比是不相同的。

猜想二

认为成熟的向日葵花盘能产生一种移动信号，抑制茎的生长和转向。

成熟的向日葵拥有沉重的花盘，这使得它们的茎干必须具有强有力的支持力，所以不易转动的特征显得十分必要。

另外，关于为何成熟后的向日葵持续保持朝向东南方向，研究发现，这有助于早晨迅速的提升花盘温度，吸引昆虫传粉。朝向东方的向日葵比朝向西方的向日葵能吸引更多的昆虫传粉。

是不是又长知识了？