向日葵為何逐日而生

向日葵為何逐日而生

向日葵因其花朵經常朝向太陽而得名，它的這一特點也常與人們向往溫暖和光明

的美好心愿聯系在一起。印加帝國時期，向日葵被視為太陽神的化身；我國北宋

文學家司馬光曾用詩句“更無柳絮因風起，唯有葵花向日傾”來表明自己不愿摧

眉折腰，對國家忠心不二的態度。上千年來，向日葵一直受到人們的喜愛和贊頌。

你知道向日葵為什么會隨著太陽而轉動嗎？

向日葵何時逐日

向日葵追隨太陽轉動的現象很早就引起了科學家們的好奇。早在1898年，美國植

物學家約翰·沙夫納就系統地記錄了向日葵花盤的運動軌跡，其逐日運動主要分

成三個階段：一、從日出到日落期間，花盤會隨太陽自東向西轉動，不過轉動并

非實時，而是落后太陽運動大約48分鐘；二、落日到晚上10點期間，向日葵會

慢慢回到豎直的狀態，然后不動；三、凌晨3點后，花盤會緩慢向東轉動，直至

朝向東方，等待太陽的再次升起。此外，向日葵的逐日運動只發生在花盤尚未開

花或者剛開放不久的一段時間，如果花盤已完全開放或者已完成授粉，向日葵就

不再追隨太陽運動了，而是會一直朝向東方。

向日葵為何逐日

在了解了向日葵花盤的運動規律之后，植物學家們開始探究向日葵為何會逐日運

動。向日葵彎曲的部位位于莖稈頂端以下10～15厘米處，于是植物學家們分別破

壞了莖稈頂端和彎曲部分的莖稈的兩側，但這未能影響花盤的逐日運動。他們又

去掉了向日葵的葉片，這時花盤便不再向著太陽運動了。這說明，向日葵的葉片

對于花盤的運動至關重要，葉片是花盤逐日運動的必要條件。

那么，向日葵是如何通過葉片來實現逐日運動的呢？2016年《科學》雜志的一篇

封面文章揭示了向日葵這一迷人現象背后的部分機制。

植物莖稈的彎曲大多是由兩側的生長速度不同導致的——如果莖稈的一側生長快

而另一側生長慢，莖稈就會向生長速度慢的一側彎曲。植物學家們觀測了向日葵

花盤運動時莖稈上部分的生長速度，發現白天時莖稈東側的生長速度比西側的快，

而晚上時莖稈西側的生長速度比東側的快，這與向日葵花盤白天自東向西、晚上

自西向東的運動軌跡相符合。這也證明，向日葵花盤的轉動是靠莖稈不停調節兩

側生長速度而實現的。日后的研究進一步證實，向日葵的葉片被不同強度的光照

射后，會產生濃度不同的生長素。向光一側的葉片產生的生長素濃度比背光一側

的葉片產生的生長素濃度低，這就導致背光一側的莖稈的生長速度比向光一側的

莖稈的生長速度要快。

植物的向光性由何決定

結果顯示，插入了瓊脂片的植物莖尖可以朝向光側彎曲，而插入了云母片的植物

莖尖不能朝向光側彎曲。這說明，植物莖尖產生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下

部莖尖是通過產生某種化學物質并將其運輸到植物下部，然后促進下部的生長，

影響其彎曲的。

此后，多位科學家做了很多實驗以探究這種促進植物生長的化學物質到底是什么，

直至1942年，他們才確認這種物質是吲哚乙酸（IAA），一種植物天然生長素。

生長素主要分布在植物旺盛生長的組織器官內，如根尖、莖尖、幼嫩的種子等。

植物的向光性彎曲確實是因為生長素的不均勻分布所致。當光照不均勻時，尖端

產生的生長素會從向光側往背光側橫向運輸，這樣一來，背光側接收到的生長素

比向光側的多，所以背光側的生長速度更快，導致植物向生長速度較慢的向光側

彎曲。

生長素在植物生產中的應用