追逐太阳 [追逐太阳的花] 没有阳光,我们的世界将是一片漆黑植物对阳光的依靠和对滋润万物的水源的需求不相上下在植物繁衍生息的过程中,太阳造就了植物丰富多彩的形态和适应行为即使植物不能像动物一样自由移动整体的位置,但它们的一些器官如花梗、茎等能够在空间上产生位置的移动以适应多种不一样环境对植物而言,繁殖的成功率既由本身原因决定,同时又受到外界环境影响这其中有一类植物,它们经过花儿追逐太阳来确保雌雄器官的生长发育,对阳光的追逐成了这类植物花开放的目标 向日之花 早在一个多世纪前,生物学家就发觉有些植物的花冠或花序经过花梗的弯曲或旋转来追逐太阳,如众所周知的向日葵花盘的向日转动这和我们熟知的向光性有一定区分:向日运动的器官不会发生营养生长,只是追踪太阳,是有昼夜节律或季节节律的一个运动;相比之下,向光性是指植物的营养器官朝向一个固定的光源生长,没有节律性植物的花追逐太阳是其本身和所处环境共同作用的结果,是植物利用阳光的经典案例之一 不一样植物类群追逐太阳的特征不尽相同,而太阳位置的改变是决定花向日运动的首要原因依据化的向日周期,可将它们划分为季节性和昼夜性向口运动两类如生长在温带带的旋花科植物,其花会伴随太阳在一年中位最的改变而运动;而昼夜性向口运动是花伴随天天太阳东升西落而运动,这种化运动存在于毛茛科、罂粟科和蔷薇科等植物中。
因为气候对植物的影响十分显著,不一样环境下生长的花向日植物,其运动特征有很大差异生长在高寒环境下的植物关键经过花向口运动来提升化内温度,如在北极生长的罂粟科币和蔷薇科的两种植物,它们的花瓣含有类似于凸透镜的聚光作用,并带动茎伴随太阳入射方向的改变而弯曲转动,从而将太阳辐射集中于繁殖器官上以确保其取得最大的热能,也被称为“太阳灶”植物;而生长在温暖环境下的菊科和旋花科的化向日植物,能够依靠化冠形态和向口时间来降低花内或花序温度 喜马拉雅高山地域一直是生物学家关注的热点之一我们在丽江玉龙雪山上发觉了一个花向日性植物――草玉梅,属于毛良科银莲花属其花被会带动花梗向日,早上花被闭合,花梗向下弯曲;中午花被开放,化梗竖直向上;到了晚上花被又逐步闭合,同时化梗向下弯曲在海拔3400米的高山上昼夜温差很大,而草玉梅的花向日运动及早晚花开闭,为其雌雄器官提供了稳定的最适宜花内微环境可见,大多数含有花向日性的植物经过运动能有效地促进花发育,不论对生长在温暖还是严寒环境下的植物而言,花的向日运动全部是很主要的适应行为 “智慧”之花 太阳辐射造成运动细胞膨胀压的短期波动,使花梗产生向日转动另外,植物生长素会触发花梗背阴面细胞伸长,进而造成花梗弯曲或转动。
花向日运动关键是由太阳光的刺激决定,不完全受生理节奏的影响 因为花各器官和花的运动有亲密联络,它们对花的向日性运动有很大影响而不一样植物花向日运动的机制和驱动原因不尽相同如高山毛茛,其花追踪太阳类似于幼苗的向光萌发机制――花梗的顶部接收光信号,使花梗隐蔽面细胞伸长生长而造成弯曲,去除花后花梗仍有准确的向日运动,所以其花梗顶部对花向日运动起到决定作用研究发觉,大多花向日的菊科植物,其茎顶及总花苞是花盘向日运动的关键驱动原因,当小花成熟后花盘就不再追逐太阳了草玉梅花的向日运动和已报道的以上两类植物有很大差异,其花在白天能够追逐太阳,到夜晚则会自然闭全,当植物被去除花被后向日运动消失,所以花被是草玉梅花向日运动的驱动者及光信号的接收者 植物繁殖器官对温度的敏感性比营养器官更强高山严寒地域气温的显著改变会给盛花期的植物带来很多不利影响,如传粉活动受到限制,花粉萌发和花粉管生长受到限制,进而影响植物坚固率在严寒及高海拔环境下生长的植物,经过追踪太阳升高雌性及雄性器官的生长发育温度,从而确保了植物繁殖成功在热带和温带地域,植物必需带走花向日运动产生的过多热量来保护繁殖器官免受灼伤,如向日葵的花盘盛开后就固定面向东方不再转动以降低对太阳辐射的吸收,同时加速蒸腾以失水为代价来维持花内温度。
旋花科植物的喇叭型花冠不但能够吸引昆虫,还起到遮阳伞的作用,并用花内势量吸收和蒸腾失水达成一定平衡而喜马拉雅高山的独特气候造就了草玉梅和众不一样的化向日运动,中午其白色花被反射掉部分光以避免花内温度过高,夜晚花被闭合又保持花内温度不会过低,从而维持雌雄器官在最好温度范围内生长发育 适应之花 化为何要追逐太阳?这一直是植物学家很关注的一个问题有些人认为这是植物有效吸收太阳辐射的一个适应植物的花向日运动不仅对植物本身有很大影响,还和植物的传粉者有亲密联络大多数化向口植物的花开放而且追逐太阳以获收必须的热量,形成了植物和传粉者双方获益的协同关系,而且部分昆虫能够粗略分辨花的方向及温度,从向更偏爱追逐太阳的化草下梅的花不仅追踪太阳,化粉还释放香味,吸引的昆虫种类很多,因为昆虫既能从花上得到热量又能得到化粉,而昆虫的造访又确保了植物的繁殖成功 通常而高,花粉和胚珠是植物繁殖成功的关键,尤其在极端环境下二者全部受到化内温度的制约,而化向口运动是改进花内温度、提升雌雄功效表示的一个捷径草玉悔化追踪太阳既提升结结率又提升种子萌发率而且其花向日运动提升了花各组织的水分蒸发率,为花粉和胚珠发育提供了较适合的化内微环皖,从而提升了花粉和胍珠的质量和性能。
伴随开化时期的不一样,化向日运动对繁殖功效的影响会发生对应改变,通常晚开的花追踪太阳的能力较早期开的花弱 总而言之,对于生长在不一样环境下的植物,花的向日运动对其发育和繁殖有很多益处:改进了花序和花内温度,吸引昆虫造访,从而提升传粉效率;优化了花内微环境而进化的生长及繁殖,加速雌雄性器官的成熟和花粉管生长,促进胚珠受精,提升合子成活率,使植物在相对短暂的开花季节里完成繁殖。