文章编号：13456 / 更新时间：2024-03-02 15:16:26 / 浏览：次

向日葵为何总是面向太阳？许多人从小个疑问。实际上，这个问题涉及丰富的生物学知识。归根结底，这是由基因控制的。我们首先来看一下向日葵的来源。向日葵（学名：Helianthus annuus L.；英文名：Sunflower）是属于桔梗目、菊科植物、向日葵属的一年生草本植。向日葵起源于北美，是美洲土著在史前种植的几种植物之一，也是北美东部农业体系的一部分。科学研究表明，向日葵最早是在公元前230年由目前居住在美国田纳西州的印第安人驯化的，但也有研究发现在公元前2600年，墨西哥的塔巴斯科的圣·安德列斯（San Andres）发现了印加种植向日葵的迹象。向日葵最初作为一种观赏花卉被西班牙探险家从美洲带到欧洲，并被广泛种植。当时，欧洲著名画家的作品中大量描绘向日葵，尤其是梵高、莫奈和高更等绘制了一系列享誉世界的向日葵画作。由于向日葵油在俄罗斯备受欢迎，因此俄罗斯在18世纪初成功实现其商业化生产。从此，向日葵正式分为观赏向日葵和食用（包括直接食用和榨油）向日葵两个大类。向日葵油富含维生素E、亚油酸等成因此受到人们喜爱，如今已成为世界四大油料作物之一。

梵高和莫奈的向日葵作品（图片来源网络）的具体传入时间已无法考证。比较致的观点认为，16世纪末17世纪初，向日葵种子由西班牙人或荷兰人传入南洋地区，随后从越南传入中国云南，最终逐渐向北方传播。我国最记载向日葵的文献是明末学者赵崡所著《植品》，其中明确提到：又有向日菊者，万历时期西番僧带种子进入中国。干高七八尺至丈余，上长大花盘，随着太阳位置转移。目前，我国的向日葵主要种植在内蒙古、新疆、吉林、黑龙江、河北、甘肃和宁夏等省（自治区），随着近年美丽乡村设，其种植区域逐渐向南扩展。

向日葵因为其生长阶段的幼嫩花盘会明显随着太阳移动而得名，对其朝阳生长的原因主要有两个理即植物生长素假说和热力影响假说。生长素假说认为向日葵存在一种促进生长并避光的生长素。这种生长素在向日葵茎部的背阳侧积累，促生长并导致向日葵总是朝向太阳。热力影响假说认为，阳光中的热量会使向日葵花盘中的管状小花受热，导致基部纤维收缩，从而使花盘以吸收阳光。然而这两种假说都无法很好地解释为什么太阳落山后，向日葵花盘会慢慢返回，大约在凌晨3点左右，又会朝向东方等待太升起。因此，向日葵为何总是朝向太阳这个问题自达尔文时代以来一直令人们好奇。

最新研究发现，向日葵的朝阳特性由几个细小的因控制，尤其是IAA19-like和SAUR50-like基因。白天，与生长素（auxin）合成相关的SAUR50-like基因在向日葵茎部东侧大量表达，随着该基因的持续达，向日葵花盘逐渐从东向西转向；夜间，另一个与吲哚乙酸（IAA）合成途径相关的IAA19-like基因在向日葵茎部西侧大量表达，推动向日葵盘缓慢从西向东转动，迎接太阳再次升起。但目前这两个基因特异表达的原因尚不清楚。

向日葵是当今最具经济重要性的植物，广植于美洲、欧洲和亚洲等七十多个国家。由于其漂亮的花型、鲜艳的色彩，深受人们喜爱，并培育出许多形态各异、色彩丰富、具有不同利值的向日葵品种。向日葵象征着光明和美好希望。中国农业科学院油料作物研究所特色油料组保存了丰富的向日葵遗传资源，超过3200份，其中食占71％，油用和观赏用占29％，包含多种不同色彩的向日葵资源。研究人员希望通过深入利用和开发这些资源，培育出更美丽、更有价值的向葵品种。

特色油料组保存的各类向日葵资源出品：科普中国撰稿：汪魏、谭美莲（中国农业科学院油料作物研究所副研究员）、严兴初（中国农科学院油料作物研究所研究员）监制：中国作物学会光明网科普事业部统筹：程

---

向日葵为什么总是向着太阳?

最主要的原因就是光线的影响。 首先向日葵会分泌出一种生长素，这种生长素有刺激植株茎干上的细胞分裂、生长的能力，多聚集在向日葵茎干上背光的部分，生长较快，而向阳的一面茎干就会生长较慢，所以导致向日葵总是朝向太阳。 其次由于向日葵花盘较重，植株茎干承受能力有限，当植株的茎干开始向阳生长之后，它的花盘就会因为重力的作用弯向太阳的一面。

向日葵为什么要一直朝向太阳?

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。

对此科学家进行实际研究，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。

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。

扩展资料：

野生向日葵栖息地主要是草原以及干燥、开阔的地区。它们沿着路边、田野、沙漠边缘和草地生长。在阳光充足，潮湿或受干扰的地区生长最好。

原产南美洲，驯化种由西班牙人于1510年从北美带到欧洲，最初为观赏用。19世纪末，又被从俄国引回北美洲。

世界各国和中国均有栽培，通过人工培育，在不同生境上形成许多品种，特别在头状花序的大小色泽及瘦果形态上有许多变异，并为综合利用的最好原料。

向日葵是向阳生长的，它是怎么度过没太阳的夜晚的？

向日葵，应该是地球上最“崇拜”太阳的生物了。每天清晨，年幼的向日葵总是昂着头，齐刷刷的追随着太阳运动的轨迹，生怕太阳从自己的世界里消失；到了晚上，它们又反过来朝东运动，不愿错过每一天的朝阳。这种对太阳的崇拜伴随着它们成长，直到成年，它们才不在追随太阳，而变成固定朝向东方。这种常见但又神奇现象背后的科学原理，人们一直没办法进行确切的解释。

目前有两种可能的理论。

（一）光照会导致生长激素在向日葵茎干的背面聚集，从而导致其向阳性；（二）光照导致茎干细胞渗透压发生变化，向阳面的细胞收缩背阳的细胞膨胀从而导致其向阳性。这两种理论都有一定的根据，那么到底向日葵为什么总是向着太阳？假如以后宝宝问你这个问题，而且你不准备糊弄他（她），那么请继续阅读。

加州大学戴维斯分校Stacey L. Harmer教授研究小组用科学的实验解释了“向日葵为什么总是向着太阳”这一从达尔文时代开始就困扰人类的问题，相关工作作为封面文章，发表在Science上。（Circadian regulation of sunflower heliotropism, floral orientation, and pollinator ,2016,353, 587-590, DOI: 10.1126/9793）

首先，并不是所有的植物都有向阳性。那么向日葵的向阳性有什么好处呢？作者做了两个实验，（一）在傍晚的时候将向日葵的面盘朝东（经过晚间自调节后，早上向日葵的面盘就朝西了）；（二）将向日葵固定住来阻止其向阳性。结果发现这两种情况得到的向日葵干重以及叶重都降低了10%。这证明了向阳性有助于生长（~~强扭的瓜不甜）。

如果说白天向日葵的运动是受光照影响，那么夜间没有任何外部刺激为什么也会运动而且反向运动呢（下图A）？这要么是向日葵自身的生物钟调节控制，要么是一种惯性反弹（如同时间沙漏）。为了区分这两种可能性，作者选取夏至（16小时白天，8小时夜间）和秋分（12小时白天，12小时夜间）两个时间点，结果发现两种条件下的向日葵都准确的在黎明时朝向东方，并且夏至这一天夜晚向日葵面盘运动速度要高于秋分夜晚（下图C），这说明向日葵夜间的运动是自身生物钟的主动调节而不是惯性反弹。作者接下来把本来在（14小时白天，10小时夜间）环境生长的向日葵移入室内，并在头顶固定角度持续光照。结果这种节奏性并没有因为光照角度固定而消失，但强度会慢慢变弱（下图D）。也就是说向日葵本身还会保持其原来的生理节奏（早上由东朝西，晚上由西朝东），但是没有了外部光照刺激这种节奏性会减弱。

接下来作者人工模拟太阳光照的强度以及角度，但是将白天-夜晚周期进行不同长度的变化。结果显示，当变成30小时周期（20小时白天，10小时夜晚）后，向日葵的面盘并没有在“傍晚时”（20小时）达到最大角度变化，并且夜间运动呈现一种无规律性。当恢复到24小时周期后这种规律性又继续出现（下图E），这进一步说明向日葵自身的生理节奏指导其向阳性，而光照角度以及时长的确能够影响其运动。

那么向日葵的生理节奏是如何影响其向阳性的呢？由于向日葵没有叶枕（用以调节叶片位置，增大受光面积），作者进一步假设向日葵的向阳性是节奏性不对称的躯干生长带来的结果。作者选用一种缺乏赤霉素（生长激素）的短躯干向日葵品种dwarf2（无向阳性）作为研究对象，发现随着外源性赤霉素的刺激，这种向日葵能够恢复躯干生长并表现出向阳性。并且发现白天东侧生长速度快于西侧，夜晚反之。进一步研究发现茎干两侧的类生长素基因表达有巨大差异，对光和生理节奏有响应的基因控制着茎干两侧的不对等生长，而茎干的不对等生长对于向日葵的向阳性是必不可少的。

最后，为什么成熟的向日葵会失去向阳性而是将其面盘固定地对着东方呢？观察发现，随着躯干生长减慢，向日葵白天向西运动的幅度越来越小，导致这种变化的原因是由于早上的光照对向日葵的运动影响最大。成熟向日葵面盘固定地对着东方有什么好处吗？当然有！东朝向的向日葵面盘在上午更容易受到阳光照射，而变的更温暖（下图C），从而更吸引传播花粉的昆虫们；而向西朝向的向日葵温度低，接触授粉昆虫的频率要低五倍左右（下图D），对它们进行额外加热能有所缓解（下图E/F）。

总结一下就是，向日葵的向阳性是由其本身的生理节奏以及外部环境刺激共同决定的。
相关标签： 向日葵为什么总是向着太阳、 说到底是基因控制的、

本文地址：https://www.rixiy.com/article/a88a07defca253acb88d.html

上一篇：野外活动安全攻略分享假期安排出游必备...
下一篇：可汗怎么读是什么意思可汗是什么意思...