向日葵為什麼隨著太陽轉動

向日葵是菊科向日葵屬的植物，因花序隨太陽轉動而得名。在開花之前，生長期的向日葵頭朝東方——太陽升起的地方蘇醒，然後忠誠地由東向西地朝著太陽轉動，在夜晚里再折迴向東。向日葵的這種向日的朝拜直到成熟開花時才停止。成年期的向日葵總是頭朝東。早在1898年就有科學家描述過向日葵的向日行為，但是科學家們一直不清楚這種行為的原因。

最近，植物生物學家似乎找到了原因。最新的研究發現，向日葵的這種向日行為是通過植物體內的生物鐘並增加傳粉者的訪花和植物的產量來調節的。

科學家通過捆綁固定防止向日葵苗的花序轉動，或轉動盆載，使花序在太陽升起的時候朝向錯誤的方向，結果發現，當向日葵的正常向日行轉動被阻礙，生長速率遠比正常向日葵遠慢，生物量和葉面積相對少了10%。當把向日葵移到只有頂燈的生長培養箱里，它們會繼續來回擺動幾天，這說明向日葵的這種行為是靠體內生物鐘驅動的。當把向日葵移到具有模擬太陽轉動的光源（通過打開和關掉臨近光源）的培養箱里，它們確實開始隨著「太陽（光源）」轉動。當模擬的晝夜循環接近24小時，這些向日葵能可靠的表現出像正常向日葵一樣的向陽行為；而當模擬的晝夜循環接近30小時則不能。

那向日葵在白天是怎麼轉動花序的呢？科學家在向日葵的莖上用墨水畫了個點，然後用攝像機記錄向日葵的生長。結果發現，當白天向日葵隨著太陽轉動時，莖的東面生長的比西面快很多。而在晚上，隨著莖由西轉向東，其西面長得比東面快。科學家發現，向日葵莖的生長應該有兩種機理。第一種機理讓植物在有光的情況下有基本的生長速率。第二種機理由生物鐘控制並且受光的方向影響，使莖兩面在不同時間的生長速率不同，從而使莖在白天出現了自東向西轉動的行為。隨著向日葵的發育成熟，花開，整體的生長逐漸減慢，最後莖在白天停止隨著太陽轉動並最終面朝東。這是可能是因為隨著整體生長速率減慢，生物鐘能夠保證植物在清晨對光的反應強於下午或晚上，於是自西向東的行為就慢慢停止。

那成熟的向日葵最終是面朝東呢？研究人員把盆栽的向日葵一些面朝西一些面朝東地放在地里，然後用紅外攝像機測量花的溫度，結果發現面朝東的花的溫度比面朝西的花在清晨上升的更快並吸引5倍多的傳粉昆蟲。當用手持加熱器把面朝西的花加熱，更多的傳粉昆蟲被吸引回了這些花。因此，成熟的向日葵最終面朝東是保證能夠吸引更多的傳粉昆蟲。

作者：陳華燕

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