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生物学知识科普 | 为什么向日葵一直向着太阳?

生物学知识科普 | 为什么向日葵一直向着太阳?
2020年07月03日 13:44 新浪网 作者 班豆网

  栏目旨在宣传科学普及知识,传播创新思维理念,增加孩子们的知识储备,做新一代强国少年。

  我们经常会在路边、公园或景区看到向日葵。它有着粗壮的杆,上面布满了纤细的、毛茸茸的小刺儿,用手轻轻地一摸,痒痒的,还有点扎手。在向日葵的顶端,有一个圆圆的花盘,周围布满了一圈金黄的小花瓣。

生物学知识科普 | 为什么向日葵一直向着太阳?

  在观赏向日葵的时候,你有没有想过,为什么向日葵一直向着太阳呢?

  01

  由向光性和生长素决定

  早在十九世纪,爱因斯坦就对绿色植物的向光性产生了浓厚兴趣。因此,爱因斯坦和他的孩子做了一个试验。他们设定了五株小苗,其中一株被削掉茎尖,一株用不透明小帽遮挡茎尖,一株用玻璃罩遮住茎尖,一株用不全透明水管遮挡住茎中区,还有一株不进行改变,作为对照。

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  他们对这种小苗使用单侧光直射,他们发现,被削掉茎尖和被挡光小帽遮住茎尖的小苗没有向光弯折,而另外三株小苗依然向光弯折。

  所以,他们认为,植物的茎尖体会来到光源并向别的位置传送有关数据信号,促使绿色植物向光弯折。

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  到二十世纪,专家在爱因斯坦的试验基础上再次研究。茎尖传送的数据信号实际上是一种化合物,他们将其取名为“生长素”。生长素有一个鲜明特点:易在绿色植物的LED背光侧聚集。也就是说,生长素在背光一侧分布得较多。因此,向日葵背光侧茎的生长速率一直远大于向光侧茎的生长速率,向日葵的茎便渐渐地向着向光侧弯折了。

  02

  由“人体生物钟”控制

  曾有生物学家做过试验,他们将向日葵挪到房间内的人工服务恒温箱,并设定固定不动光源。结果向日葵并没有一直向着固定光源“低下头”,只是像在户外一样向着太阳“摆头”,好像能认识太阳的轨迹一样。专家下结论,向日葵“晃脑”不仅是由于绿色植物的向光性,另外也有自身“人体生物钟”的原因。

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  专家再次开展试验,同样是在房间内的人工服务恒温箱。这一次,他们没有设定固定光源,只是按照顺序调整房间内设定的多个相邻光源,让向日葵产生一种太阳直射的错觉。

  他们发现,当以二十四小时为调整光源的周期时间时,向日葵会一切正常地“摆头”,好像映照它的是真实的太阳;但当调整光源的周期时间变成30小时后,向日葵便已不摆头。

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  这一试验再度证实,向日葵身体存有着“人体生物钟”。这一“人体生物钟”能管控它的“摆头健身运动”。

  03

  生长素与生长抑制素相互功效

  自然界的规律联系紧密,既有生长素,也有生长抑制素。叶黄素就是一种能抑制向日葵生长的化学物质。叶黄素与生长素的集聚部位恰好相反,向日葵茎中向光侧的叶黄素成分超过背光侧。

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  遭受叶黄素的危害,向光侧的茎生长速度比较慢于背光侧,促使向日葵向着太阳弯折。

  也有生物学家认为,向日葵朝向太阳的实质是向热而不是向光。他们用火盆代替了太阳,把火光遮挡起来。结果向日葵不分白昼,随着火盆转动。于是他们认为,是因为阳光中的热度把向日葵花盘中的管状小花晒热,基部的纤维发生收缩,导致花盘转换方向来接受阳光。

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  每个表述都有理,你还有什么独到的见解呢?

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