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向日葵

媒體:果殼網(wǎng)自然控  作者:史軍
專業(yè)號(hào):玫瑰留香 2019/6/20 8:49:03

說起向日葵我最深的記憶就是,童年時(shí)缺零食,等到夏末秋初向日葵成熟的時(shí)候,就跟著表哥去偷偷掰田里的向日葵吃。但是,新鮮的向日葵并不是香脆可口的,不是水水的,就是軟軟的。而且,有些時(shí)候,吃了向日葵瓜子還抵賴不了。因?yàn)槊總€(gè)人的舌頭都染成深紫色,一伸出舌頭就露餡了。

喜歡葵花籽的不止是人類。圖片:pixabay

來自美洲的油料大拿

菊科向日葵屬(Helianthus)有100多個(gè)物種,它們老家都在美洲。這些植物都有像太陽(yáng)一樣的頭狀花序,以至于人類在很早以前就把它們當(dāng)成太陽(yáng)的象征

在向日葵家族中,最重要的物種要數(shù)向日葵(H. annuus)和菊芋(H. tuberosus)。大約在5000年前,北美的印第安人就已經(jīng)開始種植向日葵了,并把這些花朵的形象用來象征太陽(yáng)。1510年的時(shí)候,西班牙探險(xiǎn)家把向日葵的種子帶回了歐洲,于是這種“太陽(yáng)之花”開始了世界之旅。到18世紀(jì),葵花籽油在俄羅斯開始流行,那可是教徒在齋戒期間少有的幾種可以吃的油料哦。

雖然我們更熟悉“xx香瓜子”,但大部分葵花籽的歸宿是榨油。圖片:pixabay

在明朝中期的時(shí)候,向日葵傳入我國(guó),逐漸成為我國(guó)北方的一種重要油料植物。時(shí)至今日,向日葵已經(jīng)成為世界四大油料植物之一。畢竟向日葵種子的含油量可以高達(dá)51%。

隨著時(shí)間的推移,人類逐漸選育出不同的向日葵品種。而有些油用向日葵品種的果皮上帶有花青素,它們就是讓小朋友舌頭變顏色的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;。實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),染紫舌頭的色素成分是一些矢車菊-3-葡萄糖苷[gān]。還好這種色素對(duì)我們?nèi)祟悰]有壞處,只是讓舌頭有點(diǎn)難看而已。

人工選育的紅色向日葵。圖片:KENPEI / Wikimedia Commons

向日葵上的螺旋線

在很多小朋友的繪畫中,向日葵的花盤都被畫成了棋盤布局,但是如果我們仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn),向日葵小花上的那些種子不是橫平豎直排列的。

再仔細(xì)看一下,頭狀花序上的管狀花,組合成了一條條從中心向外延伸的螺旋線。在一個(gè)由300朵管狀小花的向日葵花盤上,可以找到34條左旋的曲線和21條右旋的曲線。不僅如此,菠蘿和松果的花和種子也是類似的安排。數(shù)一數(shù)菠蘿上面的螺旋線,就會(huì)發(fā)現(xiàn)有的是8條,有的是13條,這些都是斐波那契數(shù)列里的數(shù)字。

螺旋狀排列的向日葵花盤。圖片:pixabay

日歷娘の小知識(shí):斐波那契數(shù)列

斐波那契數(shù)列,也叫黃金分割數(shù)列。它的規(guī)律是這樣的:從0和1開始,后面每個(gè)數(shù)都是前面兩個(gè)數(shù)相加,0和1后面是1(0+1),再后面是2(1+1),再再后面是3(1+2),以此類推。

下面是斐波那契數(shù)列的一部分:

0,1,1,2,3,5,8,13,21,34……

順便一提,0在這個(gè)數(shù)列里不是第一項(xiàng),而是第零項(xiàng)。

相比數(shù)學(xué),其實(shí)大家更關(guān)心的是,我們都聽說過“向日葵向太陽(yáng)”,向日葵是怎么跟著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的?如果向日葵一直跟著太陽(yáng)轉(zhuǎn),夕陽(yáng)西下之后,它會(huì)再轉(zhuǎn)到東方去嗎?滿地的向日葵齊刷刷地轉(zhuǎn)頭……是不是有點(diǎn)嚇人?

向日葵真的會(huì)轉(zhuǎn)頭嗎?

向日葵并非一直跟著太陽(yáng)轉(zhuǎn)。在花盤還沒有綻放的時(shí)候,它們會(huì)隨著太陽(yáng)從東轉(zhuǎn)到西。在太陽(yáng)落山之后的幾個(gè)小時(shí)內(nèi),花盤就會(huì)轉(zhuǎn)回東邊。所以向日葵是會(huì)掉頭的,但速度很慢,不至于會(huì)嚇到人。

值得注意的是,在花朵完全開放之后,向日葵花盤基本上就固定不動(dòng)了,并且絕大多數(shù)花盤都指向東方。看到這樣的景象,大家的第一反應(yīng)就是“向日葵總是朝著太陽(yáng)的”。這個(gè)根深蒂固的認(rèn)識(shí),直到1597年才被打破,有個(gè)英國(guó)植物學(xué)家杰勒德(John Gerard)盯著向日葵看了好多天,才發(fā)現(xiàn)成熟開放的向日葵花盤是不會(huì)轉(zhuǎn)的。

杰勒德的植物學(xué)著作《藥草學(xué)或普通植物學(xué)史》(The Herball or Generall Historie of Plantes),在這本書上,他首次提出了向日葵不向陽(yáng)的問題。圖片:University of Liverpool Faculty of Health & Life Science / Flickr

那么,沒有開放的花盤為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)呢?很遺憾,到今天我們還沒有一個(gè)確切的答案,光線都可能是原因。

太陽(yáng)光照會(huì)影響植物體內(nèi)生長(zhǎng)素的分布,莖稈受光照一側(cè)的生長(zhǎng)素濃度低,背光一側(cè)的生長(zhǎng)素濃度高。這樣一來,背光一側(cè)的細(xì)胞生長(zhǎng)會(huì)更快一些,而受光一側(cè)的比較慢。向日葵的嫩芽就彎向了光的方向。至于夜晚轉(zhuǎn)回來,是由于重力影響生長(zhǎng)素的分布。在向日葵花盤打開后,莖生長(zhǎng)減緩,基本固定了,但是仍有很小范圍的擺動(dòng)。

制圖:雪梨

除了對(duì)生長(zhǎng)素的影響,光照還可以影響細(xì)胞內(nèi)水分多少,促使花瓣和葉片運(yùn)動(dòng)。如果我們觀察一下蒲公英的花朵,就會(huì)發(fā)現(xiàn),白天怒放的蒲公英花朵,在太陽(yáng)落山后都閉上了,這就是因?yàn)榧?xì)胞失去了光的刺激,改變了細(xì)胞膜的通透性,引發(fā)水分流動(dòng),從而造成兩側(cè)細(xì)胞壓力的變化,最終使得花序閉合起來。當(dāng)?shù)诙焯?yáng)升起的時(shí)候,在光的刺激下,細(xì)胞膜的通透性再次發(fā)生變化,于是蒲公英的花序就再次打開了。

西洋蒲公英(Taraxacum officinale)半開半閉的花序。圖片:Forest & Kim Starr / Wikimedia Commons

至于熱影響向日葵轉(zhuǎn)動(dòng)的觀點(diǎn)則認(rèn)為,光對(duì)向日葵沒有影響。據(jù)說,一旦在向日葵旁邊放置火盆,向日葵的花盤就會(huì)朝著火盆。但是未見到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

不過,有些花朵確實(shí)會(huì)感受到溫度變化,并且會(huì)根據(jù)氣溫的高低來決定自己的開花時(shí)間,郁金香和番紅花皆是如此。這種運(yùn)動(dòng)的原因是,溫度變化會(huì)引起花瓣不同面生長(zhǎng)速度的變化。一般來說,處于夜晚低溫環(huán)境時(shí),花瓣外側(cè)細(xì)胞的生長(zhǎng)速度比較快,使花朵處于閉合狀態(tài),而當(dāng)白天溫度升高的時(shí)候,花瓣內(nèi)側(cè)的生長(zhǎng)加快,促使花瓣向外打開。

只不過,這樣的猜測(cè)到今天還缺乏有效的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。向日葵轉(zhuǎn)頭的具體原因還值得探索。

新功能:清掃核污染

向日葵花田。圖片:pixabay

更有意思的是,因?yàn)橹参锟梢晕胀寥览锏姆派湫晕镔|(zhì)[sè]-137,向日葵不僅可以提供油料(和XX牌香瓜子),還能為我們處理棘手的土壤輻射污染問題。

向日葵并不是最擅長(zhǎng)吸收銫-137的植物,油菜有更出色的吸收能力,它們對(duì)銫-137的富集系數(shù)(每千克干植物的放射性與每千克土壤放射性的比值)可以達(dá)到2.31,而向日葵的富集系數(shù)僅為1.3。

向日葵鮮切花。圖片:pixabay

不選擇油菜也是有原因的,油菜吸收的銫-137會(huì)儲(chǔ)存在根里。把根從土里刨出來又成了一個(gè)大工程。向日葵卻能把吸收到的銫-137運(yùn)輸?shù)降厣喜糠?/strong>。加之向日葵的地上部分要比一般的作物高大,所以,即使向日葵的富集系數(shù)不算很高,但積累的放射性物質(zhì)總量也不少。在生長(zhǎng)季過后,只要收割向日葵的地上部分,就能把放射性物質(zhì)大量集中起來了。

對(duì)了,含有放射性元素的向日葵不能吃。為了防止動(dòng)物誤食有放射性物質(zhì)的葵花籽,在結(jié)種子之前,這些向日葵就要收割掉。

2011年,日本政府在福島核電站方圓20公里內(nèi)種下了大量向日葵,來處理核泄漏的輻射污染。這些象征太陽(yáng)的花朵,正照亮著飽經(jīng)苦難的土地。

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