科学家揭秘向日葵为何朝向太阳 内部拥有“生物钟”

科学家最新研究显示，向日葵存在着内部生理时钟，随着太阳的移动而转动花头。

据科学新闻网站报道，目前，美国加州大学戴维斯分校史黛丝-哈默(Stacey Harmer)教授带领一支科学家小组获得一项新发现，向日葵使用它们的生物钟作为“成长激素”，生长过程中白天时间跟随着太阳的方向。

成长的向日葵花头白天时间会朝向东方，从日出至日落由东向西转动，晚上花头再从西至东转动。哈默教授说：“向日葵能够预测黎明时太阳的方向和出现时间，对于我们而言，这就像是季节与时钟和生长方式有关。”

生物学家最早于1898年首次描述了向日葵的这种特征，但是之前没有人认为这与昼夜节律有关。

研究报告合著作者、美国加州大学伯克利分校本杰明-布莱克曼(Benjamin Blackman)博士说：“在我们实验之前，很少有研究(至少是50年前)评估发现向日葵如何在夜间转动，他们认为该现象涉及一些内部特征，但并未直接与生物时钟有关。”

科学家在野外环境、户外盆栽和室内人工生长箱，进行了一系列向日葵实验，他们固定了盆栽向日葵，使它们的花头无法每天自然移动和转向，它们持续朝向错误的方向。他们发现这将破坏它们跟踪太阳方向的能力，发现植物花头跟随太阳方向获得一个生长动力。

科学家发现被固定无法移动花头的向日葵出现生物量减少，以及叶片面积较小。当植物放置在室内人工生长箱，并且固定天花板灯源，结果发现向日葵花头持续前后摆动多天时间。

在白天时间通过关闭和开启邻近灯光，最终室内向日葵开始再次追随“太阳”的方向，当这个“人造白天”接近于24小时循环周期，而不是接近30个小时，向日葵花头将追随邻近灯光的变化，到夜晚花头再次转动。

研究小组在白天时间朝向太阳一侧的向日葵花头中发现大量基因，夜晚时间另一侧花头也出现此类现象。显然向日葵茎杆具有两种生长机制，第一种生长机制是植物基本生长速度，基于自然光线；第二种是受生物钟控制，并受到光线方向的影响，导致向日葵茎杆一侧大于另一侧，因此白天时间由东至西产生影响。

科学家解释称，向日葵茎杆生长与内部时钟基因有关，因此白天时间东侧茎杆比西侧茎杆更加延伸，转动茎杆和花头朝西追随太阳移动。目前，这项最新研究发表在近期出版的《科学》杂志上。