你知道“葵花向阳”的道理吗
 

“葵花向阳”是众所周知的现象,古今中外,各国对此都有类似的记录。“葵花向阳”现象是指向日葵的花盘围绕着太阳运动的现象。植株生理学家对此用植株向光性加以解释。大多数有关向光性的研究使用了植物的幼苗,一般先在暗盒中培育幼苗,然后放在单侧光源下,观察记录幼苗的向光弯曲,描述运动规律,建立生长运动模型。

目前,专家对植物向光性的解释有以下两种假说。其一是激素假说,其根据是植物茎的向光面和背光面的生长素含量有差异,背光一面植物生长素含量高,生长快;向光一面植物生长素含量低,生长慢,所以植物茎在单测光源照射下会向光源方向弯曲。第二种假说称为抑制假说,证据是,植物生长素在向光面和背光面的差异并不大,而生长抑制物质黄质醛则存在梯度差异,从向光面向背光面黄质醛逐渐降低。向光面受到抑制大,生长较慢,背光面含量低,生长受到抑制较小,从而导致向光面和背光面生长速率的差异,又进一步导致向光弯曲生长现象。从目前研究结果看,人们多数倾向抑制假说。

向日葵的向光性与其它植物类似,也可以用生长抑制假说来解释。不过人们只要留心就会发现,向日葵在开花前,其顶部和中上部的叶片都随太阳的东升西落而运动,这就是“葵花向阳”现象。

向日葵的花盘在开花过程中及以后,实际上不再随太阳东升西落而运动,而是把花盘的平面对着以东为主的方位上。如果在早上看花盘,“葵花向阳开”这句话没错,但是下午这句话就不对了。所以从现象上看,向日葵从刚出地面一直到开花前都有明显的向阳运动,而开花后这种运动就自动停止了。

至于为什么停止,有一种简单的解释,即认为开花后花盘的重量增加,不易运动。不过这种解释有些想当然。缺乏科学根据;即使成立,有人还会问,花盘为什么指向东,而不是别的方向呢?

中国科研人员对向日葵的运动也作了认真的研究,证实向日葵幼苗在白天具有明显的向光运动。研究人员在夜间通过定时观察,发现向日葵花蕾在前半夜一般从西返回到直立状态,而在后半夜发生了令人意外的现象,即从凌晨1至4时,60%的花蕾从直立转向东方,而40%的花蕾则继续向其他方形运动。

按照植物向光性的理论,无法解释这一新的现象。向日葵在开花前,其植株顶端和顶部叶片随时都进行环旋运动,这是一种遗传控制的自主运动现象,其实只是同一器官在不同位置的生长速率不同;当这些器官遇到单侧固定光源照射时,就会产生明显的向光弯曲,当去掉固定光源而将植株放在暗盒中,弯曲的顶端首先会自动返回到直立状态,然后又进行旋转运动。如果固定光源照射植株超过一定时间,已经弯曲的顶端仍会观察到较小的旋转运动;向日葵幼苗在白天随太阳运动,这是因为向光性生长抑制了旋转运动,而在夜间向光性逐渐消失,旋转运动便占主导地位。用向光运动和旋转运动的交替进行可以较好地解释“葵花向阳”现象,因此,有人将这种解释称为葵花向阳的协同作用假说。这一假说还有待进一步证明。

 
 

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