向日葵为何逐日而生

向日葵为何逐日而生

向日葵因其花朵经常朝向太阳而得名，它的这一特点也常与人们向往温暖和光明

的美好心愿联系在一起。印加帝国时期，向日葵被视为太阳神的化身；我国北宋

文学家司马光曾用诗句“更无柳絮因风起，唯有葵花向日倾”来表明自己不愿摧

眉折腰，对国家忠心不二的态度。上千年来，向日葵一直受到人们的喜爱和赞颂。

你知道向日葵为什么会随着太阳而转动吗？

向日葵何时逐日

向日葵追随太阳转动的现象很早就引起了科学家们的好奇。早在1898年，美国植

物学家约翰·沙夫纳就系统地记录了向日葵花盘的运动轨迹，其逐日运动主要分

成三个阶段：一、从日出到日落期间，花盘会随太阳自东向西转动，不过转动并

非实时，而是落后太阳运动大约48分钟；二、落日到晚上10点期间，向日葵会

慢慢回到竖直的状态，然后不动；三、凌晨3点后，花盘会缓慢向东转动，直至

朝向东方，等待太阳的再次升起。此外，向日葵的逐日运动只发生在花盘尚未开

花或者刚开放不久的一段时间，如果花盘已完全开放或者已完成授粉，向日葵就

不再追随太阳运动了，而是会一直朝向东方。

向日葵为何逐日

在了解了向日葵花盘的运动规律之后，植物学家们开始探究向日葵为何会逐日运

动。向日葵弯曲的部位位于茎秆顶端以下10～15厘米处，于是植物学家们分别破

坏了茎秆顶端和弯曲部分的茎秆的两侧，但这未能影响花盘的逐日运动。他们又

去掉了向日葵的叶片，这时花盘便不再向着太阳运动了。这说明，向日葵的叶片

对于花盘的运动至关重要，叶片是花盘逐日运动的必要条件。

那么，向日葵是如何通过叶片来实现逐日运动的呢？2016年《科学》杂志的一篇

封面文章揭示了向日葵这一迷人现象背后的部分机制。

植物茎秆的弯曲大多是由两侧的生长速度不同导致的——如果茎秆的一侧生长快

而另一侧生长慢，茎秆就会向生长速度慢的一侧弯曲。植物学家们观测了向日葵

花盘运动时茎秆上部分的生长速度，发现白天时茎秆东侧的生长速度比西侧的快，

而晚上时茎秆西侧的生长速度比东侧的快，这与向日葵花盘白天自东向西、晚上

自西向东的运动轨迹相符合。这也证明，向日葵花盘的转动是靠茎秆不停调节两

侧生长速度而实现的。日后的研究进一步证实，向日葵的叶片被不同强度的光照

射后，会产生浓度不同的生长素。向光一侧的叶片产生的生长素浓度比背光一侧

的叶片产生的生长素浓度低，这就导致背光一侧的茎秆的生长速度比向光一侧的

茎秆的生长速度要快。

植物的向光性由何决定

结果显示，插入了琼脂片的植物茎尖可以朝向光侧弯曲，而插入了云母片的植物

茎尖不能朝向光侧弯曲。这说明，植物茎尖产生的刺激可以透过琼脂片传递给下

部茎尖是通过产生某种化学物质并将其运输到植物下部，然后促进下部的生长，

影响其弯曲的。

此后，多位科学家做了很多实验以探究这种促进植物生长的化学物质到底是什么，

直至1942年，他们才确认这种物质是吲哚乙酸（IAA），一种植物天然生长素。

生长素主要分布在植物旺盛生长的组织器官内，如根尖、茎尖、幼嫩的种子等。

植物的向光性弯曲确实是因为生长素的不均匀分布所致。当光照不均匀时，尖端

产生的生长素会从向光侧往背光侧横向运输，这样一来，背光侧接收到的生长素

比向光侧的多，所以背光侧的生长速度更快，导致植物向生长速度较慢的向光侧

弯曲。

生长素在植物生产中的应用