向日葵向阳的奥秘

向日葵也称葵花、朝阳花,是属于菊科向日葵属的植物。它的“花”实际上是一个花序,称作头状花序,是由短缩肥厚的花轴和它上面的许多小花组成的,通常所说的花盘,也是指这个部分而言的。夏天,向日葵的花盘总是朝太阳转动。

向日葵花盘的转动是比较复杂的,简单地说,花盘方向的变化,一般是早晨朝着东方或东南方,中午近南方,午后偏西南方,傍晚向西南方或西北方,午夜变为正中,以后逐渐移向东南方,花盘的倾斜度是清晨以前,傍晚以后都大于 25°,而在清晨至傍晚间倾斜度一般都小于 25°,午夜至二时左右,由于花盘和整个植株同地面成垂直,倾斜度约等于零。向日葵花盘内花蕾出现前和出现后,转动的情况是有差异的。花开以后和结了果实,一般丧失了转动的能力,这时候除了因为前面有遮蔽物外,一般是朝向光线和热量较多的一个方向,也就是东南方。

向日葵为什么会朝向太阳?又为什么会跟着太阳转动的呢?简单地说, 是由于与生长有关的物质——生长素的活动所引起的。一般地讲,生长素大部分是集中在植物体的顶端都分,它在植物体内的分布和传导,常受着外界因素的影响,当光从一侧照射时,影响向日葵茎尖产生的生长素向下分配的不均匀,向光的一侧生长素浓度低,背光的一侧浓度高。生长素能够促进细胞伸长,由于茎顶端生长区两侧生长素分区不同,使茎的生长速度不同步, 背光的一侧生长速度快,向光的一侧生长速度慢,就产生了向光性弯曲。向日葵的顶端(即花盘部分)对光的转变有着快速的反应,因此就产生跟着太阳转支的现象。

近年来,随着一些植物激素——内源激素鉴定技术的发展,对向日葵幼苗向光性弯曲的研究有了新的突破。有人发现,在茎生长区的两侧除生长素浓度有差异外,还从向光一侧的生长区中分析出存在有较高浓度的叶黄氧化素。它是一种植物激素——脱落酸生物合成过程中的中间产物,是一种抑制细胞伸长的物质。实验表明:当光由一侧照射 30 分钟后,在向日葵幼苗生长区的两侧,叶黄氧化素的浓度正好与生长素的浓度相反,向光的一侧含量高, 背光的一侧含量低。这种差异比生长素的差异要显著得多。由此可见,向日葵的向光性运动应该说是生长素与叶黄氧化素共同作用的结果,其中叶黄氧化素的作用可能更大些。这就为向日葵向阳提供了新的解释。