@ 2021.08.28 , 22:12

为什么 当茎变硬无法转动之后,向日葵会固定朝向东方

面向东方的向日葵比面向其他方向的向日葵更快乐、更健康、更有生产力——都归功于早晨太阳的温暖。

这是一项新的研究得出的结论,该研究试图弄清为什么欢快的黄色花朵倾向于面向东方成熟,尽管它们的方向会改变以。

清晨的阳光更温暖,光线在早晨吸引了更多的蜜蜂,这导致了更好的生长,更早的花粉产出,更丰富的种子,以及更高的结种率。

加州大学戴维斯分校的植物生物学家斯泰西·哈默(Stacey Harmer)说:"它们面向东方,这一点相当引人注目。对它们来说,面向东方更好,因为它们能产生更多的后代。"

在它们的成长过程中,年轻的向日葵(Helianthus annuus)表现出一种特殊的行为。花的头部,或称头状花序,会转来转去以追踪天空中的太阳。

在2016年发表的先前研究中,哈默和她的同事确定,这种跟踪有助于植物和花朵的生长以及吸引传粉者。

然而,随着向日葵的成熟,它的茎会变硬,大大限制了运动。当这种情况发生时,头状花序就固定朝向东方。

为什么向日葵会这样,在2016年对研究人员来说还是一个谜,因此由加州大学戴维斯分校生物学家Nicky Creux领导的另一个团队设计了找出答案的实验。

弄清某物这么做的原因的方法之一,就是改变它的状况,使它不再做那件事。对于朝东的向日葵来说,这非常简单。你所要做的就是把它们转过来。这正是研究人员所做的,他们进行了测量,并将正常的、朝东的对照组与转向的、朝西的向日葵进行比较。

研究人员注意到的第一件事是,朝东的花朵在早上吸引了大量的蜜蜂。在一天的其他时间里,蜜蜂没有表现出任何偏好,这表明早晨的窗口可能会产生很大的差异。

朝东的向日葵也更早释放花粉,时间约为30分钟,这与传粉者访问高峰期之间的时间延迟相当吻合。

后续分析表明,这一切都与花冠的温度有关。太阳使花头变暖,从而触发它释放花粉;当人为地加热时,朝西的花朵显示出类似的花粉行为。

有趣的是,这种人工加热对授粉者的访问没有任何影响,尽管还不完全清楚原因。研究人员认为,在太阳的紫外线照射下,传粉者可以看到花朵上的标记,这可能与此有关。在朝东的向日葵上,花朵很亮,这些标记明显更明显。

朝东的向日葵比朝西的向日葵产生了更多、更重的种子。而且朝东的向日葵的花粉似乎更能成功地产生后代。

研究人员使用只产种子不产花粉的向日葵为观察对象,通过将朝东和朝西的向日葵围在一起种植,发现了这一点。他们使用基因分型,然后确定种子植物是由东边还是西边的花粉授粉。朝东的向日葵产生的后代明显多于朝西的。

所有这一切表明,虽然朝东可能不是向日葵成功的绝对关键,但它确实提供了足够的推动力,使其值得固着成稳定性状。

研究人员在论文中写道:"我们的结果表明,成熟向日葵头状花序的朝向在确保开花、授粉和种子发育的正确条件方面起着重要作用。”

这项研究已经发表在《新植物学家》上。

https://www.sciencealert.com/we-finally-know-why-sunflowers-face-east


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