知名科普作家
秋天到了,奥体中心的向日葵也快要迎来最佳的赏花季节。
然而在很多景区,刚刚盛开的向日葵花盘却被一些低素质的游客给抠成了“表情包”。让很多网友和游客哭笑不得,以至于有网友评论道:“气得向日葵都不向日了”。
来源丨搜狐新闻
“被气得不向日了”当然只是一句玩笑话,我们大多数人从小学的课文、歌曲中就开始了解到,向日葵是向着太阳转的,这一点就像它会结出瓜子一样,似乎是毋庸置疑的常识。
然而,在日常生活中或一些摄影作品里,大家惊奇地发现,似乎并不是所有向日葵都朝向太阳,有时个别“特立独行”的向日葵还背对着阳光;有时却是一整片向日葵都把头转过去,仿佛在跟太阳“闹脾气”。
那么,究竟为什么这些向日葵要背对太阳呢?难道歌曲里唱的向日葵向着太阳转动是骗人的吗?还是说,这些向日葵真是被游客气得到了“叛逆期”呢?
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要想了解这些“特立独行”的向日葵为什么不向日,我们首先要弄清楚向日葵为什么会随着太阳转动。
早在18世纪末,科学家就对这个问题作出了合理的解释。植物学家通过相关研究发现,向日葵之所以跟着太阳转动,主要是因为向日葵体内的两样东西——生长素和叶黄氧化素。生长素分布在向日葵的花盘下面的茎部,顾名思义,它能刺激向日葵细胞的快速分裂、繁殖,促进向日葵的生长发育。但是它同时具有畏光的特点,会受到光的抑制,所以向日葵背光的那侧,细胞纵向伸长得更快。两面的生长速度出现偏差,向日葵的茎端就会往向阳面弯曲,使得花盘向太阳倾斜。生长素(Auxin)的作用示意图 来源 | 知乎
而另一种成分——叶黄氧化素的作用却恰恰相反,它能抑制植物细胞生长,并且它是喜光的,因此叶黄氧化素会在向日葵向阳的一面累积,这也会导致向日葵的茎发生向日弯曲。
在这两种物质的共同作用下,随着太阳的移动,改变光照方向,向日葵顶端的花盘也不断改变方向,当中午到来时,向日葵是直立的,到下午时它又向西弯曲,这些都表现为茎顶弯曲的向光性。不过,植物学家测量过,向日葵的花盘对太阳的跟随并非及时的,落后角度约12°,即运转时间相差48分钟。在太阳下山以后,随着夜幕降临,阳光对向日葵的影响慢慢地消失殆尽,于是向日葵体内的生长素和叶黄氧化素就会重新分布,向日葵在白天里的向阳面开始“补长”,于是花盘就会渐渐地往回转动,弯曲的枝干变得直立起来。根据人们的观测,通常在凌晨3点左右,它们就会转回东方,等到下一次日出时能及时接收到阳光的照射,进行光合作用。
那么,为什么有的向日葵不再表现出随光而动呢?是因为不再受这两种物质的影响吗?
聪明的你可能已经猜到了,对一朵向日葵来说,当花蕊和花朵开始生长一直到盛开的时候,这段时间确实是围着太阳转的。但当它开始授粉、结籽以后,茎秆逐渐老化,体内的的生长素和叶黄氧化素会越来越少,受到的影响也越来越小,于是随太阳摆动的幅度不断减小,直到最后几乎不再发生任何转动。在这一阶段,向日葵的花盘趋于成熟,重量增加,更多地是受到地球重力的影响,因此大多数时候我们看到的成熟的向日葵是垂着头的。
垂头背光的向日葵 来源 | Pexels
而这时,成年的向日葵往往固定朝向东(南)方,这是因为面朝东(南)方可以接收到清晨的阳光,有利于烘干夜晚累积在花盘上的露水,减少受霉菌侵染的可能性,同时适当提升花盘的温度,吸引传粉的昆虫。此外,向日葵的花粉害怕高温,如果温度高于30摄氏度,就会被灼伤,面朝东南方可以有效地避免正午时强烈阳光直射。看到这里,你是否明白了为什么向日葵有的会跟随着太阳转动,而有的不跟着太阳转动了呢?向日转动是生长的需要,而不再向日是它们长大成熟的表现。其实,这种由于体内生长素分布不均所带来的向光性并非是向日葵的专利,许多植物在生长期都会受到生长素的“操控”。例如,从下图的实验中我们可以看到,人工改变光照方向后,豌豆的幼苗也随之不断改变生长方向,即便将身体扭成麻花状也“在所不辞”。
豌豆苗的茎尖随着光照方向变动而摇摆 来源 | Youtube @GPhase
既然有一部分植物在生长期都具有这一特点,为什么人们单单强调向日葵的向光性呢?——应该还是与它大而圆、金灿灿的花盘有关吧!通过诗人的美化、歌曲的吟诵,向日葵在人们的心目中逐渐拥有了浓厚的艺术内涵,是太阳在大地上的忠实粉丝,是热情与希望的化身。或许在我们看来,成熟的向日葵对太阳的“叛逆”就像长大的孩子不再时时刻刻跟随着父母,但如果向日葵能说话,它恐怕要为自己大声辩解一句:我的脖子终于解放啦!点击图片查看:破案了!从蚊子包看出是哪种蚊子咬了你!
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