向日葵為何“向陽”？

蘇一橫

向日葵“向陽”并不簡單

向日葵又叫葵花、太陽花，被人們譽為是向往光明、充滿希望的好花，也是“植物大戰僵尸”中的“正義之花”。

新生幼嫩的向日葵的確帶有明顯的向陽性。清晨，它微笑迎接旭日東升，中午，它仰面直視中天之日，傍晚，它默默凝望夕陽西下。那么，向日葵為何會隨著太陽旋轉？

“生長素驅動”是一個最常見的解釋。植物體內會產生一種奇妙的生長素，這種物質主要集中在生長旺盛的部位，可以促使植株長高長大，但就是不喜愛陽光。所以，向日葵莖端的生長素就會從向光側移向背光側，從而在背光的一面聚集起來，它們促使背光面長得特別快，而向陽的一面長得慢些。莖的兩側生長速度不同，長得快的一側會向著長得慢的一側彎曲，于是向日葵就向著光源處轉動。

“葉黃氧化素抑制”是另外一個解釋。向日葵莖端生長區的兩側除存在生長素濃度的差異外，還存在生長抑制物質濃度的差異，這種抑制物質叫做葉黃氧化素。與生長素相反，葉黃氧化素會抑制細胞伸長并且在向陽的一側積累，從而造成莖的兩側生長速度不同。因此，葉黃氧化素的分布不均也促使了向日葵的向光旋轉。

隨著研究的深入，科學家還發現，由于復雜的生理機制，向日葵的葉片始終傾向于與光線保持垂直（這種現象叫做植物運動的“橫向光性”，向日葵、花生、棉花等植物都具有“橫向光性”），從而可以帶動莖和花盤隨著太陽旋轉。

因此，向日葵的向陽性是多種因素共同作用的結果，但是其葉子和花盤在白天追隨太陽從東轉向西，并非即時同步的跟隨。科學家測量過，向日葵花盤的指向落后太陽大約12度，即48分鐘。太陽下山后，向日葵的花盤又慢慢往回擺，在大約凌晨3點時，又朝向東方等待太陽升起。

成熟后為何“向東”

然而，向日葵并非永遠都是朝著太陽的。當幼嫩的向日葵長到成熟之后，它就不再隨著太陽轉了。那時，向日葵的莖就會變得堅硬，即使是生長素和葉黃氧化素也無法使莖扭轉，于是向日葵的“花臉”就固定下來，一直朝向東方了。那么問題來了，為什么向日葵成熟之后就一直朝向東方了呢？朝向西方有什么不好么？

科學家對這個問題也很好奇，他們設計了一個實驗，來尋找向日葵朝向東方的原因。實驗的思路很簡單，既然向日葵一直朝向東方，其中一定有好處。所以，只要把一些向日葵轉到別的方向上，比如西方，然后對比二者之間的差別，就知道這個“好處”是什么了?？茖W家發現，在早晨的時候，向東的向日葵會吸引更多的蜜蜂，而在一天的其他時間內，蜜蜂對于向日葵的朝向并不會區別對待。這意味著，早上這段時間對于向日葵非常重要。于是，科學家重點觀察了向日葵在早上有什么特殊表現。他們發現，向東的向日葵恰好在早上開始活躍地釋放花粉，持續時間大約為30分鐘，而且，向日葵釋放花粉的活躍時間正好也是蜜蜂傳播花粉的活躍時間——這應該不是巧合，而是有必然的聯系。

科學家猜測，二者同步的原因，或許和向日葵的頭狀花序的溫度有關。當太陽升起時，會使頭狀花序的溫度升高，促使它釋放出花粉來，恰好這個時候蜜蜂也來了，從而幫助向東的向日葵更好地傳播花粉。為了證明這個猜測，科學家在早上給向西的向日葵進行了適當加熱，雖然這些向日葵接受的光照量仍然較少，但溫度和向東的向日葵沒有分別。實驗結果顯示，加熱過的向西的向日葵也展現出了類似的花粉釋放行為，但有趣的是，蜜蜂并沒有因此被吸引過來。所以，科學家又提出了第二種猜測，也許向日葵的花上有某種肉眼看不到的斑紋或印記，但是在太陽紫外線的照射下，它們可以被蜜蜂看到，從而將后者吸引過來。不過，這種猜測仍然尚待證明。

不論如何，最終的實驗結果是明確的——向東的向日葵比向西的向日葵產生了數量更豐富、重量更重的種子，前者可以繁衍更多的后代，更具有生存優勢。所以，成熟的向日葵面向東方，這依然是自然選擇的結果。