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、更多产——这都要归功于早晨阳光的温暖。
这是一项新研究得出的结论,该研究试图找出为什么令人愉悦的黄色花朵往往朝东成熟,尽管更年轻柔嫩的向日葵方向更灵活,它们的方向会朝着移动的太阳。
朝阳带来的更大的温暖和阳光,在早晨吸引了更多的蜜蜂,这带来了更好的生长,更早的花粉产生,更多的种子,更高的繁殖成功率。
加州大学戴维斯分校的植物生物学家斯泰西·哈默(Stacey Harmer)说:“它们面朝东方,这很令人吃惊。”“它们最好面朝东方,因为这样它们的后代也会更多。”
随着幼苗的生长,向日葵(Helianthus annuus)表现出一种特殊的行为:花的头状花序,会随着太阳在天空中的移动而移动。
在2016年发表的之前的研究中,哈默和她的同事确定,这种跟踪既有助于植物和花朵的生长,也有助于吸引授粉者。
然而,随着向日葵成熟,它的茎变硬,极大地限制了移动。当这种情况发生时,头状花序朝向东方。
向日葵为什么会这样在2016年仍然是一个谜,所以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一个实验来找出答案。
要弄清楚为什么某物会这样做,其中一种方法就是改变它的状况,让它不再这样做。对于面向东方的向日葵来说,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,测量并比较了正常的、朝东的向日葵与转向的、朝西的向日葵。
研究人员注意到的第一件事是,朝东的花朵在早晨吸引了大量的蜜蜂。在这一天的其余时间里,蜜蜂没有表现出偏好,这表明早晨的窗口可能会产生很大的影响。
朝东的向日葵也在早上更早的时候开始释放花粉,大约30分钟——这个时间间隔与授粉者的高峰期访问时间之间的时间差非常吻合。
后续分析表明,这一切都与头状突起的温度有关。太阳温暖了花头,使它释放花粉;当人工加热时,朝西的花朵表现出类似的花粉释放行为。
有趣的是,这种人工加热对传粉者的造访没有影响,尽管原因尚不完全清楚。研究人员认为,授粉者在太阳紫外线照射下可以看到花朵上的标记可能与此有关:在面向东方的向日葵上,花朵很鲜亮,这些标记更明显。
这对向日葵的影响也很显著。朝东的向日葵,比朝西的种子更丰富、更重。而朝东的向日葵的花粉,似乎更容易繁殖后代。
研究人员通过周围的向日葵发现了这一点,这些向日葵只产生种子,不产生花粉,朝东和朝西的向日葵都有。通过基因分型,他们确定种子植物是通过东方花粉还是西方花粉授粉。朝东的向日葵,比朝西的向日葵产生更多的后代。
所有这些都表明,虽然面朝东方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,这样的朝向转变是有利的。
他们的研究结果表明,成熟向日葵头状花序的向东方向在管理小花小气候、确保开花、授粉和种子发育的正确条件方面发挥着重要作用。
这项研究发表在《新植物学家》(New Phytologist)杂志上。
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