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向日葵是如何“看到”太阳的？

来源：花匠小妙招时间：2025-06-25 10:47

参考消息网11月6日报道 据美国《科学日报》网站10月31日报道，众所周知，当太阳穿过天空时，向日葵的花盘会转向来跟随着太阳。但向日葵是如何“看到”太阳并跟随它的呢？

美国加利福尼亚大学戴维斯分校一些植物生物学家的新研究表明，向日葵用了一种与之前人们的想法不同的新颖机制。有关这项研究的报告10月31日发表在美国《科学公共图书馆·生物学》杂志上。

报告资深作者、加利福尼亚大学戴维斯分校的植物生物学教授斯泰茜·哈默说：“这对我们来说完全是一个惊喜。”

大多数植物都表现出向光性——向光源生长的能力。植物科学家曾认为，向日葵的向日性(即跟随太阳光的能力)也会基于相同的基本机制，即由一种名为向光素的分子控制，并对光谱蓝色端的光作出反应。

白天，向日葵东侧的茎长得多一点，花盘向西转，晚上西侧的茎长得多一点，花盘就向东转。此前，哈默在加利福尼亚大学戴维斯分校生物科学学院的实验室就已经展示了向日葵如何利用它们内部的生物钟来预测日出，并在早上授粉昆虫出现时协调小花的绽放。

在这项新的研究中，哈默与研究生克里斯托弗·布鲁克斯和博士后研究员哈加托普·阿塔米安(现在美国查普曼大学担任助理教授)观察了在实验室内生长的向日葵和在室外阳光下生长的向日葵中哪些基因被激活(转录)。

在室内，向日葵直接迎着光生长，激活了与向光素相关的基因。但是在户外生长的向日葵的花盘会随着太阳改变方向，表现出完全不同的基因表达模式。茎的一侧与另一侧的向光素并无明显差异。

研究人员尚未确定与向光性有关的基因。

哈默说：“我们似乎已经排除了向光素导致向日葵花盘方向转动的可能性，但是我们还没有找到确凿的证据。”

用遮光盒遮挡蓝光、紫外光、红光或远红光，对向日性反应没有影响。这表明针对不同波长的光，可能有多种途径达到相同的目标。接下来的工作将着眼于植物中的蛋白质调控。

向日葵学得很快。哈默说，当实验室里种植的向日葵移到室外后，它们在第一天就开始追随太阳。这种行为伴随着植物阴影面的基因表达爆发，但在随后的几天里没有再次出现。她说，这说明(基因)发生了某种“重新布线”的情况。

哈默说，除了揭示以前未知的植物光感应和生长途径之外，这一发现还具有广泛的相关重要性。她说：“你在生长室等受控环境中定义的东西可能在现实世界中未必行得通。”