它是夏天最伟大的象征之一:向日葵 (Helianthus annuus) 弯曲着身子,从东向西追踪太阳的轨迹,努力充分利用每一天。到了夜晚,向日葵又慢慢地回到东方,为迎接黎明做准备。
然而,研究人员发现,这些花朵不仅仅是对光线做出反应,也是对内在时钟做出反应。
加州大学戴维斯分校的植物生物学家哈戈普·阿塔米安和斯泰西·哈默在田野里种植向日葵,然后将它们转移到有固定顶灯且始终亮着的生长室中。转移后,这些植物仍然持续数天从东向西再返回的每日旅程,这表明它们不仅仅是对光线的方向做出反应,而是受到自身的时间掌控者的影响。
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“这引发了一个问题,即植物内部是否存在某种记忆,使其能够进行这种调节,”加拿大温尼伯曼尼托巴大学的植物生物学家马克·贝尔蒙特说道,他没有参与这项研究。“这可能是一个非常精细的过程。”
阿塔米安本周在俄勒冈州波特兰举行的美国植物生物学家协会年会上展示了研究结果,他还表明,当茎的一侧生长速度快于另一侧时,向日葵就会弯曲。例如,茎的西侧生长速度更快,会导致植物向东弯曲。
研究人员继续研究了植物每一侧的基因表达。阿塔米安希望利用这些数据来更多地了解向日葵的内在时钟如何改变茎一侧的生长,而不是另一侧的生长。“不知何故,同一个器官中的同一个时钟对茎的相反两侧产生了相反的影响,”他说。“这是一个很大的开放性问题。”
其他植物也会进行类似的昼夜舞蹈,包括大豆、棉花和紫花苜蓿等农业重要作物。这种太阳追踪已被证明可以提高植物产量。
但是向日葵最终会厌倦这种华尔兹。成熟的向日葵不再追踪太阳,而是笔直地站立——通常面向东方,准备吸收每一次新的日出。
本文经许可转载,首次发表于2014年7月15日。