審核專家：王康 國家植物園科普館館長，正高級工程師

頭戴花草帽，樣兒真俊俏，站在田壩里，對著太陽笑。以上謎語打一植物，相信大家都會毫不猶豫地脫口而出：向日葵。

向日葵又叫葵花、向陽花，一種美麗而充滿生命力的植物，貼在它身上最顯著的標簽就是“對著太陽笑”。

很早之前，人們就發(fā)現(xiàn)，向日葵花盤會隨著太陽的移動而轉(zhuǎn)動，這種特征，也是“向日葵”名字的由來。

那么，向日葵為什么會圍著太陽轉(zhuǎn)呢？這背后隱藏著怎樣的科學(xué)原理呢？

“對著太陽笑”

其實是一種生存策略

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繞著太陽轉(zhuǎn)與向日葵生長的基本特點有關(guān)。向日葵是一種典型的陽性植物，對光照的需求非常強烈。在生長過程中，向日葵的莖會不斷長高，花盤也會隨之增大，以便更好地接收陽光。到了晚上，向日葵就會重新調(diào)整它們的葉子和幼嫩的花盤，重新朝向東方等待日出。

花盤的轉(zhuǎn)動，正是向日葵為了最大化地接受陽光照射而采取的一種生存策略。

揭開向日葵

緊緊跟隨太陽的秘密

這主要得益于向日葵莖部的一種特殊生長素，它能使植物長得又高又大，但就是膽小畏光。所以，向日葵頸部的生長素一見陽光，就跑到背光的側(cè)面躲起來，背光一面的生長素就越來越多，它們便促使這一面長得特別快，而向陽的一面因為生長素少就長得慢些，莖的兩側(cè)生長速度不同，長的快的一側(cè)會向著長得慢的一側(cè)彎曲，使花盤朝向光源。

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)，向日葵莖端生長區(qū)的兩側(cè)除存在生長素濃度的差異外，還存在生長抑制物質(zhì)濃度的差異。這種抑制物質(zhì)叫作黃質(zhì)醛，與生長素相反，它會抑制細胞伸長并且在向陽的一側(cè)累積，從而造成莖的兩側(cè)生長速度不同。因此，黃質(zhì)醛的分布不均也促使了植物的向光旋轉(zhuǎn)。

除此之外，“生物鐘假說”也可以解釋為什么向日葵會向著太陽移動。“生物鐘”讓動植物們知道，在一天的某個特定時刻，自己該干什么。生物節(jié)律的“內(nèi)源性假說”被廣泛認可，其認為，現(xiàn)存生物絕大多數(shù)生理節(jié)律是由機體中測時機構(gòu)所發(fā)生和控制的、主動變化的內(nèi)源性調(diào)節(jié)。生物節(jié)律對環(huán)境周期性的改變具有相對穩(wěn)定性。

研究發(fā)現(xiàn)，即使是在太陽并不明顯的陰天，向日葵也會跟隨太陽從東到西轉(zhuǎn)動，晚上也會將自己的花盤移回東方等待新一天的日出，這大概就是生物鐘作用的結(jié)果。

△兩側(cè)生長速度不同的向日葵莖端 圖源：百度圖片

正是以上多種因素的共同作用，我們才可以看到向日葵花盤隨著太陽變化不斷調(diào)整方向、每天從東轉(zhuǎn)到西的現(xiàn)象。

向日葵圍著太陽轉(zhuǎn)的現(xiàn)象對植物本身有什么意義呢？

1、通過調(diào)整花盤的方向，向日葵可以確?；ūP中的每一個部分都能充分接受到陽光的照射，從而提高光合作用的效率，促進植物的生長和發(fā)育。

2、這種轉(zhuǎn)動有助于向日葵避免莖部被強烈的陽光灼傷，保護植物的正常生長。

停止轉(zhuǎn)頭，

為什么向日葵面向東南？

值得注意的是，向日葵并不是在整個生長周期中都會圍著太陽轉(zhuǎn)。當花盤成熟并開始結(jié)籽時，向日葵的莖部會逐漸變硬，無法再彎曲。此時，向日葵花盤將保持固定的方向，大概面向東南方，不再隨太陽移動。

那么向日葵為什么會固定朝向東南方呢？這大概是自然選擇的結(jié)果。

1、花盤面向陽光接受照射，有助于烘干夜晚時凝聚的露水，減少霉菌感染的幾率。

2、早晨溫度較低時，陽光直射可以提高向日葵花盤的溫度，形成一個溫暖的小空間，從而吸引昆蟲在那里停留，幫助傳粉。

△蜜蜂正在采集向日葵花粉 圖源：內(nèi)蒙古農(nóng)牧廳

3、向日葵花盤朝向東南方，可以避免正午陽光的直射，防止高溫灼傷花粉。

總之，向日葵圍著太陽轉(zhuǎn)的現(xiàn)象是大自然賦予植物的神奇能力。因為莖部的彎曲，向日葵能夠感知并跟隨太陽，從而最大化地接受陽光照射，提高光合作用效率，促進自身的生長和發(fā)育。這一現(xiàn)象不僅展示了自然的奇妙之處，也為我們研究植物生長和適應(yīng)環(huán)境的機制提供了寶貴的線索。