宛如向日葵般的
那份直率的體貼與溫暖
以及你給的全部
此時此刻起 我正打算繼續傳遞
因為我發現 真正幸福的意義
即使有一天我們將要分離。。。
無意間上網聽到秦基博彈奏的《向日葵的約定》，尾音有些沙啞，而動聽，迅速查找了一下才知道這是 [STAND BY ME 哆啦A夢] 的電影主題曲，歌詞配上電影片段，實在太讓人潸然淚下， 這麼令人喜愛的哆啦A夢噢！
▲《向日葵的約定》MV 圖片來源：image.baidu.com
說起 向日葵，我們每個人都不會陌生。吃貨們立馬聯想到了與好朋友喝茶聊天或者看電影休閒娛樂的標配——瓜子。有點藝術情操的你或許也想到了梵谷《花瓶裡的十二朵向日葵》
▲圖：梵谷作品《瓶裡的十二朵向日葵》
一大片盛開向日葵的花海是極其壯觀的，壯觀得令人窒息！
圖片來源：image.baidu.com
向日葵流傳的神話故事也很多，水澤仙女克麗泰有一天在樹林裡遇見了正在狩獵的太陽神阿波羅，一見鍾情的便瘋狂地愛上了他。可是，阿波羅連正眼也不瞧她一下就走了。克麗泰熱切地盼望有一天阿波羅能對她說說話，但她卻未能如願。她只能每天仰望天空，看著阿波羅駕著金碧輝煌的日車划過天空，直到他下山。日復一日，年復一年，她每天都呆坐著，一到日出，她便望向太陽。後來，眾神憐憫她，把她變成一大朵金黃色的向日葵。她的臉兒變成了花盤，永遠向著太陽，每日面向阿波羅，向他訴說她永遠不變的愛慕[4]。
因此，向日葵的花語是信念、光輝、高傲、忠誠、愛慕，向日葵的寓意是沉默的愛，向日葵代表著勇敢地去追求自己想要的幸福。
雖然愛的深沉，可是向日葵是永不停息隨著太陽轉動而堅定地追求那份信念嗎？
答案：不是的，那是太陽花少年時浪漫瘋狂的表現。
▲圖：科學雜誌封面關於向日葵光周期生理節奏調控生長的科學故事。
揭秘答案的是來自 美國加尼福亞洲洛杉磯戴維斯分校 植物生物研究部門的 Hagop S. Atamian。在他的帶領下，研究團隊做了一系列有趣的實驗，將長勢均一的向日葵幼苗分為兩組，其中一組捆綁固定住不能移動，或者在早晨太陽升起前，人為旋轉植物以便使向日葵朝向錯誤的方向。處理過的向日葵作為實驗組或者180°旋轉組（Rotated）。另外一組向日葵則不做任何處置，自然情況下可以360°自由旋轉的對照組（Control）。
▲圖：Hagop S.Atamian (來源：Research Gate)與驗證向日葵生長實驗設計
經過大約20多天的觀察測量，他們發現太陽花的莖稈展示了趨光性運動。
白天，年幼的向日葵植物自東向西跟隨太陽轉動（a→b→c）。
夜晚，年幼的向日葵植株又慢慢地朝向東方轉動回去(d)，等待著第二天太陽的升起(e)。
重複昨天的運動狀態，就像觀看網球比賽的觀眾頭部左右來回搖擺觀看擊打的網球那樣。
這樣一來，莖稈的頂端從黎明時分朝向東方移動到傍晚面向西方，好似她們正在追隨太陽的相對位置。直到，向日葵花盤長大成熟後，莖稈就不跟隨太陽轉動了，花盤便會固定下來，一直朝向東方（f）。
▲圖：向日葵跟隨太陽位置轉動動畫效果演示
不僅如此，科學家們還進一步發現了，向日葵兩組的生長狀況也不相同。如果向日葵正常移動受到固定或者錯誤旋轉，它們相比正常的向日葵則生長的更加緩慢，生物量乾重降低了大約7.5%，葉子面積減少了11%。讀到這裡的你是否get到光合作用的威力啦。
為什麼向日葵年輕的時候追隨著太陽轉動，而成熟後就固定下來呢？
帶著這份好奇我們去驗證一下這樣的情況是否是真的。然後就，偶然間就發現仙湖植物園科普實驗園大門處的向日葵確實朝向東方，當時觀察時間是下午。這是為什麼呢？
▲圖：（左） 向日葵花位於大門石柱後面；（中）科普實驗園花盤朝向東方的向日葵；
(右)福州網友提供的背對太陽的向日葵花海
原來年幼的向日葵有節律地追蹤太陽，這樣使得自己得到更多的太陽能量促進自身快速生長變得更加強大。因為白天的時候，莖稈東側的植物生長素增多，生長累積更多的細胞，使得莖稈東側延伸生長，就是像人們抬起雙臂拉伸延展腰部向左側慢慢彎曲那樣。到了夜晚，反方向的莖稈另一次植物生長素逐漸增多，細胞快速生長累積，然後又像人們向右做拉伸延展腰部運動那樣，慢慢地將整個植株身體又轉動回原來位置朝向第二天太陽升起的東方。這樣有規律的生長節調控了太陽花隨著太陽轉動。
▲ 圖解向日葵莖稈背光側植物生長素分泌增多，細胞生長加快，造成向日葵莖稈左右不對稱性延伸，驅動向日葵跟隨太陽轉動。這樣不斷的重複，給人們在感官上造成了向日葵隨著太陽而轉的認識。
植物彎曲，光、和植物生長素，大家是不是想起了中學課本上驗證植物趨光性生長的豆芽實驗。
其實追溯歷史，故事還要從一百多年前的生物學家達爾文的兒子用草籽餵養金絲鳥談起。達爾文兒子不小心把草籽掉在了緊靠在牆角的地方，幾天後，牆角長出了小草的嫩芽，有趣的是，這些小嫩芽基本全部彎曲生長，朝向有光的一側。父子兩對這個現象很感興趣，而且做了實驗證實了這樣的發現同時又發現了只有嫩芽的頂端才能感受光的刺激，可惜的是他們並沒有搞清芽的尖端分泌的物質是什麼。
三十年後的1910年，丹麥植物學家博森實驗證實了芽鞘尖端產生一種溶解在植物汁液裡的化學物質，，並從芽鞘背光的一側運送到芽鞘下部。直到1928年，荷蘭科學家溫特用燕麥的胚芽實驗終於提取證實了流動的物質叫「植物生長素」。溫特還測定出芽鞘背光一側輸送的植物生長素是65.3%，向光一側輸送34.7%，植物生長素分泌的不對等性最終造成了植物彎曲生長的現象[5]。
▲圖：是不是很熟悉？中學生物關於植物生長素的考試題，你能否正確作答
如果你想穿越回達爾文時代，比他更早一步發現植物的趨光性生長，那麼你只需帶上一些小麥或者綠豆的種子在口袋，並將它們種在小塑料盤子裡，灑上一點水，然後用一個硬紙筒扣住小盤子，放在溫度較高的地方，經過幾天後，打開紙筒，就是見證奇蹟的時候。之後你在做個硬紙筒，在測量打上小孔，然後把幼芽分成兩半，一半放在有孔的紙筒裡，另一半放在無孔的紙筒裡，幾天之後，又是見證奇蹟的時候：無孔的紙筒裡的豆芽仍然筆直向上，而有孔洞的紙筒裡豆芽頂端偏向一側彎曲。
而當向日葵成年之後，最終停止每日追隨太陽而轉， 花盤慢慢地固定下來不動。當上帝為向日葵關上一扇門時，往往也會為它打開另一扇窗。上帝這次給向日葵帶來了花粉媒婆。
因為成熟的太陽花永遠朝向太陽升起的地方使得花盤變得更加溫暖，吸引來了無數的傳粉昆蟲。
▲圖：成熟的向日葵固定地朝向東方，花盤溫度升高變得溫暖吸引更多的傳粉者
科學家們通過實驗測量計算出向日葵花盤朝向東方的時候相比朝向西方的花盤要吸引五倍多的昆蟲拜訪數量，同時花盤也變得更加溫暖，溫度升高。不論在白天的不同時間，抑或是不同朝向的處理組，朝向東方的向日葵花盤輻射狀花瓣在早晨能夠快速地升高溫度，吸引大量的諸如蝴蝶、蜜蜂拜訪者幫助其傳播花粉。毫無疑問，眾多的花粉媒娘給向日葵的繁衍生息帶來了無窮無盡的好處。
▲圖：前視紅外成像顯示一直朝向東方的向日葵花盤溫度隨著時間的增溫效果比朝向西方的高
結語：
科學家清晰地理解了年輕向日葵跟隨太陽運動，表現出光合作用的生物學優勢。野外實驗植物增長數據支持了向日葵白天莖稈自東向西運動，晚上又慢慢地自西向東回歸。同步監測向日葵的節律運動發現了有趣的現象：向日葵植物生長消失，追蹤太陽行為消失；當生長停止，追蹤太陽也停止。如此的趨光性追蹤現象受到向日葵不可逆的不對稱性生長的驅動。因為莖稈兩側的差異性延伸生長驅動著不可逆的趨光性運動，而可逆的滲透性生長過程的任何貢獻很可能會被大自然淘汰。因為那樣不會最大效率的利用太陽光能和吸引傳粉媒婆。
向日葵的約定，恆久遠嗎？不，只因年少浪漫^_^
最後你是否下次看到向日葵時下意識的去觀察它的花盤到底是不是一直朝向東方呢？
參考資料：
[1] Atamian, H. S., Creux, N. M., Brown, E. A.,Garner, A. G., Blackman, B. K., & Harmer, S. L. (2016). Circadianregulation of sunflower heliotropism, floral orientation, and pollinatorvisits. Science, 353(6299), 587-590.
[2] Vandenbrink, J. P., Brown, E. A., Harmer, S.L., & Blackman, B. K. (2014). Turning heads: The biology of solar trackingin sunflower. Plant Science, 224, 20-26.
[3] Whyyoung sunflowers follow the sun
http://www.sciencemag.org/news/2016/08/why-young-sunflowers-follow-sun
[4] 向日葵花語：http://huayu.baike.com/article-1411722.html
[5] 中學生生物趣味實驗報告
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