向日葵是如何“看到”太陽的？

參考消息網11月6日報道據美國《科學日報》網站10月31日報道，眾所周知，當太陽穿過天空時，向日葵的花盤會轉向來跟隨着太陽。但向日葵是如何“看到”太陽並跟隨它的呢？

美國加利福尼亞大學戴維斯分校一些植物生物學家的新研究表明，向日葵用了一種與之前人們的想法不同的新穎機制。有關這項研究的報告10月31日發表在美國《科學公共圖書館·生物學》雜誌上。

報告資深作者、加利福尼亞大學戴維斯分校的植物生物學教授斯泰茜·哈默說：“這對我們來說完全是一個驚喜。”

大多數植物都表現出向光性——向光源生長的能力。植物科學家曾認為，向日葵的向日性(即跟隨太陽光的能力)也會基於相同的基本機制，即由一種名為向光素的分子控制，並對光譜藍色端的光作出反應。

白天，向日葵東側的莖長得多一點，花盤向西轉，晚上西側的莖長得多一點，花盤就向東轉。此前，哈默在加利福尼亞大學戴維斯分校生物科學學院的實驗室就已經展示了向日葵如何利用它們內部的生物鐘來預測日出，並在早上授粉昆蟲出現時協調小花的綻放。

在這項新的研究中，哈默與研究生克里斯托弗·布魯克斯和博士後研究員哈加托普·阿塔米安(現在美國查普曼大學擔任助理教授)觀察了在實驗室內生長的向日葵和在室外陽光下生長的向日葵中哪些基因被激活(轉錄)。

在室內，向日葵直接迎着光生長，激活了與向光素相關的基因。但是在戶外生長的向日葵的花盤會隨着太陽改變方向，表現出完全不同的基因表達模式。莖的一側與另一側的向光素並無明顯差異。

研究人員尚未確定與向光性有關的基因。

哈默說：“我們似乎已經排除了向光素導致向日葵花盤方向轉動的可能性，但是我們還沒有找到確鑿的證據。”

用遮光盒遮擋藍光、紫外光、紅光或遠紅光，對向日性反應沒有影響。這表明針對不同波長的光，可能有多種途徑達到相同的目標。接下來的工作將着眼於植物中的蛋白質調控。

向日葵學得很快。哈默說，當實驗室里種植的向日葵移到室外後，它們在第一天就開始追隨太陽。這種行為伴隨着植物陰影面的基因表達爆發，但在隨後的幾天里沒有再次出現。她說，這說明(基因)發生了某種“重新布線”的情況。

哈默說，除了揭示以前未知的植物光感應和生長途徑之外，這一發現還具有廣泛的相關重要性。她說：“你在生長室等受控環境中定義的東西可能在現實世界中未必行得通。”