晚上沒有太陽，向日葵咋還能“扭頭”向東？

大家都知道向日葵總是朝著太陽轉(zhuǎn)，所以很多人都認(rèn)為在太陽升起的時(shí)候，向日葵會(huì)像“集體軍訓(xùn)”般的轉(zhuǎn)向東方，那真的是這樣嗎？

要弄清楚這個(gè)問題，我們得先了解一下向日葵為什么會(huì)跟著太陽轉(zhuǎn)。

在向日葵的莖尖部位，有一種神奇的物質(zhì)，叫做生長素。生長素特別怕光，當(dāng)太陽光照到向日葵的一側(cè)時(shí)，這一側(cè)的生長素就會(huì)趕緊跑到背光的那一側(cè)去。背光一側(cè)的生長素濃度變高，細(xì)胞就會(huì)生長得更快，而向光一側(cè)的細(xì)胞生長相對(duì)較慢。

圖源：Pixabay

除生長素濃度的差異外，還有葉黃氧化素濃度的差異。在向光一側(cè)具有較高濃度的葉黃氧化素，它主要是抑制細(xì)胞的伸長。這樣一來，莖就會(huì)朝著向光的方向彎曲，向日葵的花盤也就跟著太陽轉(zhuǎn)啦。

那回到最開始的問題，太陽下山后，向日葵怎么把頭轉(zhuǎn)回去？

其實(shí)到了夜間，光對(duì)向日葵的影響慢慢地消失，生長素和葉黃氧化素就會(huì)重新均勻分布，向日葵較短的一側(cè)會(huì)開始加緊生長，努力補(bǔ)回以前的落差，于是向日葵就漸漸地往回轉(zhuǎn)動(dòng)，不可能是真的猛回頭。事實(shí)上，向日葵的花盤到了傍晚時(shí)分就開始回轉(zhuǎn)，等到大約凌晨三點(diǎn)，向日葵又轉(zhuǎn)回東邊去了，等待下一次的日出。

而且這個(gè)向日葵也有生物鐘?？茖W(xué)家曾將向日葵的“一天”延長至30小時(shí)，結(jié)果它們像倒時(shí)差的人類一樣暈頭轉(zhuǎn)向，無法在傍晚準(zhǔn)時(shí)回轉(zhuǎn)。但是恢復(fù)到24小時(shí)周期后，向日葵又能精準(zhǔn)調(diào)整。

圖C：藍(lán)色為白晝長12小時(shí)，紅色為白晝長16小時(shí)

圖D：深灰色為正常夜間，淺灰色為控制組無夜間

圖E：頂部T-24表示一天周期為24小時(shí)，T-30表示一天周期為30小時(shí)。

（圖片來自參考文獻(xiàn)）

那這張圖上的向日葵為什么不朝著太陽？它和太陽吵架了嗎？

其實(shí)是因?yàn)橄蛉湛呀?jīng)長大了，當(dāng)向日葵逐漸成熟，花盤盛開之后，它就不再那么“癡迷”于追隨著太陽。

一個(gè)原因是莖稈硬化，成熟向日葵的莖稈停止生長，細(xì)胞失去彈性，無法再彎曲，其次就是生長素和葉黃氧化素分泌量銳減，讓向日葵轉(zhuǎn)頭的“引擎”熄火了。

而且成熟的向日葵，更多地是把能量集中在果實(shí)的生長和發(fā)育上。它的花盤會(huì)慢慢變得沉重，最后大多會(huì)固定朝向東方。這是因?yàn)樵绯康年柟庀鄬?duì)柔和，從東方照射過來，能讓向日葵更好地進(jìn)行光合作用，同時(shí)也能避免午后強(qiáng)烈陽光的直射，減少水分蒸發(fā)。

所以，向日葵到了第二天并不會(huì)一瞬間轉(zhuǎn)頭。它的轉(zhuǎn)頭過程是一個(gè)受到生長素調(diào)節(jié)、生物鐘控制以及環(huán)境因素共同影響的復(fù)雜且緩慢的過程。

參考文獻(xiàn)：

[1] HS Atamian, et al. Circadian regulation of sunflower heliotropism, floral orientation, and pollinator visits. Science. 2016; 353(6299): 587-590.

[2] Briggs, W. R. (2016). How do sunflowers follow the Sun--and to what end? Science, 353(6299), 541–542. http://doi.org/10.1126/science

[3]史軍.向日葵：我的花盤轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)我做主[J].知識(shí)就是力量.2020

供稿單位：重慶陸海傳媒有限公司電腦報(bào)出版分公司

審核專家：余師亮

聲明：除原創(chuàng)內(nèi)容及特別說明之外，部分圖片來源網(wǎng)絡(luò)，非商業(yè)用途，僅作為科普傳播素材，版權(quán)歸原作者所有，若有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。