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揭向日葵如何每晚自动转向东边之谜？

来源：花匠小妙招时间：2025-11-22 14:05

很多植物都会趋向有光一面生长，但向日葵就更加「贪心」︰成长中的向日葵会每天追随太阳，天黑后会转回面向东边，等待日出。而成熟的向日葵就会「安定」下来，只面朝东边。

人们早就发现了这个现象，但科学家一直未能找出确实机制。不过，一篇在期刊《科学》发表的论文就指出，向日葵靠内在的时钟以及其感光机制配合，才导致其「追太阳」的奇特现象。

面朝太阳有优势

研究团队由来自维珍尼亚大学、加州大学戴维斯分校以及柏克莱分校的生物学家组成。他们首先希望确认，向日葵并非无缘无故要追着太阳转，因此在实验中束住了部份向日葵。结果发现它们跟能够自由转动的向日葵相比，生物质量少了7.5%、叶面积小了11%，可见懂得面向阳光有其优势。

然后团队就开跟研究，成长中的向日葵在晚间如何能自动转回去面向东边，像等待太阳出来一样。他们指出有两个可能解释︰向日葵会按昼夜节奏转动，或者它们有计时机制，每若干小时就转动特定角度。

昼夜节奏与环境讯号

为找出答案，研究人员检视在仲夏时分以及秋天时，向日葵的活动有甚么分别。他们发现即使日照时间长度有别，向日葵仍然能够调节转向，在日出前转回东面。因此可以判断，向日葵是按昼夜节奏来改变方向。

其后他们调查光源方向会否影响其运动，所以将向日葵放到只有固定光源的室内。在最初几天，向日葵还是会像平日般按时间转方向，但其后会受到干扰，可见环境讯号会影响向日葵的转向节奏。

模拟阳光的室内进行实验。刚开始实验时，室内灯光按照每天24小时的昼夜周期以及太阳轨迹移动，几日后昼夜周期改成每天30小时。起初向日葵像在室外般转动方向，但当昼夜周期变成30小时后，其活动开始变得失去规律，直到再转回24小时的周期时，向日葵又回复正常。

向日葵「运动」的秘密

这些结果显示，向日葵的活动同时受到其内置的生物时钟以及外部环境刺激影响。但没有肌肉的植物，如何能够每天不断「运动」？答案在于向日葵的茎部分成东西两边，晚间西边长得较多，使花朵能转向东面，日间则相反。

研究人员亦检视向日葵茎部的基因，发展导致趋光性的基因在向日葵茎部两边出现差异，一种较常在晚间时茎部西半表现出来，另一种则较常于日间东半表现。他们估计，这些基因或负责影响生长素（auxin）的分佈及水平，从而控制茎部的生长及转向。

一路向东

不过，为甚么向日葵在成熟后不再转向时，选择停留在面向东边呢？

团队研究面朝太阳升起的方向，到底对向日葵有没有好处。过往有研究显示，花朵的方向可以提升其温度，有助高山植物增加授粉机会，研究人员于是猜测，向日葵面朝东方也有类似效果。

他们以花盆在效野种植向日葵，并把一半的花转为面向西边，透过红外线探测发现，面朝东方的向日葵更快变暖。而在早上时间，授粉的昆虫探访向东的花，要比向西的花多出5倍。而且，这个差别仅当向东的花比较暖时才会出现。研究人员亦有用暖炉为部份向西的花加热，授粉昆虫探访这些较温暖的花，明显多于较低温的向日葵，但仍不及面向东面的花。

研究的结论是，温度对面向东西两边的花吸引授粉昆虫有直接影响，但并非唯一因素。研究团队表示，未来会进一步研究温度如何影响花朵，以及植物跟授粉昆虫的互动。