向日葵为何“向阳”？

苏一横

向日葵“向阳”并不简单

向日葵又叫葵花、太阳花，被人们誉为是向往光明、充满希望的好花，也是“植物大战僵尸”中的“正义之花”。

新生幼嫩的向日葵的确带有明显的向阳性。清晨，它微笑迎接旭日东升，中午，它仰面直视中天之日，傍晚，它默默凝望夕阳西下。那么，向日葵为何会随着太阳旋转？

“生长素驱动”是一个最常见的解释。植物體内会产生一种奇妙的生长素，这种物质主要集中在生长旺盛的部位，可以促使植株长高长大，但就是不喜爱阳光。所以，向日葵茎端的生长素就会从向光侧移向背光侧，从而在背光的一面聚集起来，它们促使背光面长得特别快，而向阳的一面长得慢些。茎的两侧生长速度不同，长得快的一侧会向着长得慢的一侧弯曲，于是向日葵就向着光源处转动。

“叶黄氧化素抑制”是另外一个解释。向日葵茎端生长区的两侧除存在生长素浓度的差异外，还存在生长抑制物质浓度的差异，这种抑制物质叫做叶黄氧化素。与生长素相反，叶黄氧化素会抑制细胞伸长并且在向阳的一侧积累，从而造成茎的两侧生长速度不同。因此，叶黄氧化素的分布不均也促使了向日葵的向光旋转。

随着研究的深入，科学家还发现，由于复杂的生理机制，向日葵的叶片始终倾向于与光线保持垂直（这种现象叫做植物运动的“横向光性”，向日葵、花生、棉花等植物都具有“横向光性”），从而可以带动茎和花盘随着太阳旋转。

因此，向日葵的向阳性是多种因素共同作用的结果，但是其叶子和花盘在白天追随太阳从东转向西，并非即时同步的跟随。科学家测量过，向日葵花盘的指向落后太阳大约12度，即48分钟。太阳下山后，向日葵的花盘又慢慢往回摆，在大约凌晨3点时，又朝向东方等待太阳升起。

成熟后为何“向东”

然而，向日葵并非永远都是朝着太阳的。当幼嫩的向日葵长到成熟之后，它就不再随着太阳转了。那时，向日葵的茎就会变得坚硬，即使是生长素和叶黄氧化素也无法使茎扭转，于是向日葵的“花脸”就固定下来，一直朝向东方了。那么问题来了，为什么向日葵成熟之后就一直朝向东方了呢？朝向西方有什么不好么？

科学家对这个问题也很好奇，他们设计了一个实验，来寻找向日葵朝向东方的原因。实验的思路很简单，既然向日葵一直朝向东方，其中一定有好处。所以，只要把一些向日葵转到别的方向上，比如西方，然后对比二者之间的差别，就知道这个“好处”是什么了。科学家发现，在早晨的时候，向东的向日葵会吸引更多的蜜蜂，而在一天的其他时间内，蜜蜂对于向日葵的朝向并不会区别对待。这意味着，早上这段时间对于向日葵非常重要。于是，科学家重点观察了向日葵在早上有什么特殊表现。他们发现，向东的向日葵恰好在早上开始活跃地释放花粉，持续时间大约为30分钟，而且，向日葵释放花粉的活跃时间正好也是蜜蜂传播花粉的活跃时间——这应该不是巧合，而是有必然的联系。

科学家猜测，二者同步的原因，或许和向日葵的头状花序的温度有关。当太阳升起时，会使头状花序的温度升高，促使它释放出花粉来，恰好这个时候蜜蜂也来了，从而帮助向东的向日葵更好地传播花粉。为了证明这个猜测，科学家在早上给向西的向日葵进行了适当加热，虽然这些向日葵接受的光照量仍然较少，但温度和向东的向日葵没有分别。实验结果显示，加热过的向西的向日葵也展现出了类似的花粉释放行为，但有趣的是，蜜蜂并没有因此被吸引过来。所以，科学家又提出了第二种猜测，也许向日葵的花上有某种肉眼看不到的斑纹或印记，但是在太阳紫外线的照射下，它们可以被蜜蜂看到，从而将后者吸引过来。不过，这种猜测仍然尚待证明。

不论如何，最终的实验结果是明确的——向东的向日葵比向西的向日葵产生了数量更丰富、重量更重的种子，前者可以繁衍更多的后代，更具有生存优势。所以，成熟的向日葵面向东方，这依然是自然选择的结果。