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。植物对阳光的依赖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。虽然植物不能像动物一样自由移动整体的位置，但它们的某些器官如花梗、茎等可以在空间上产生位置的移动以适应各种不同环境。对植物而言，繁殖的成功率既由自身因素决定，同时又受到外界环境影响。这其中有一类植物，它们通过花儿追逐太阳来保证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，生物学家就发现有些植物的花冠或花序通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。这与我们熟知的向光性有一定区别：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种运动；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自身与所处环境共同作用的结果，是植物利用阳光的典型案例之一。
　　不同植物类群追逐太阳的特性不尽相同，而太阳位置的变化是决定花向日运动的首要因素。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，其花会随着太阳在一年中位最的变化而运动；而昼夜性向口运动是花随着每天太阳东升西落而运动，这种化运动存在于毛茛科、**科和蔷薇科等植物中。
　　由于气候对植物的影响十分显著，不同环境下生长的花向日植物，其运动特性有很大差异。生长在高寒环境下的植物主要通过花向口运动来提高化内温度，如在北极生长的**科币和蔷薇科的两种植物，它们的花瓣具有类似于凸透镜的聚光作用，并带动茎随着太阳入射方向的变化而弯曲转动，从而将太阳辐射集中于繁殖器官上以保证其获得最大的热能，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，可以依靠化冠形态和向口时间来降低花内或花序温度。
　　喜马拉雅高山地区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现了一种花向日性植物――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；到了晚上花被又逐渐闭合，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合适花内微环境。可见，大多数具有花向日性的植物通过运动能有效地促进花发育，无论对生长在温暖还是寒冷环境下的植物而言，花的向日运动都是非常重要的适应行为。
　　
　　“智慧”之花
　　
　　太阳辐射导致运动细胞膨胀压的短期波动，使花梗产生向日转动。此外，植物生长素会触发花梗背阴面细胞伸长，进而导致花梗弯曲或转动。花向日运动主要是由太阳光的刺激决定，不完全受生理节奏的影响。
　　由于花各器官与花的运动有密切联系，它们对花的向日性运动有很大影响。而不同植物花向日运动的机制和驱动因素不尽相同。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导致弯曲，去除花后花梗仍有精确的向日运动，因此其花梗顶部对花向日运动起到决定作用。研究发现，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主要驱动因素，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与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，因此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。高山寒冷地区气温的显著变化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，进而影响植物结实率。在寒冷及高海拔环境下生长的植物，通过追踪太阳升高雌性及雄性器官的生长发育温度，从而保证了植物繁殖成功。在热带和温带地区，植物必须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减少对太阳辐射的吸收，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仅可以吸引昆虫，还起到遮阳伞的作用，并用花内势量吸收和蒸腾失水达到一定平衡。而喜马拉雅高山的独特气候造就了草玉梅与众不同的化向日运动，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佳温度范围内生长发育。
　　
　　适应之花
　　
　　化为什么要追逐太阳?这一直是植物学家非常关注的一个问题。有人认为这是植物有效吸收太阳辐射的一种适应。植物的花向日运动不但对植物自身有很大影响，还与植物的传粉者有密切联系。大多数化向口植物的花开放并且追逐太阳以获收必要的热量，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辨别花的方向及温度，从向更偏爱追逐太阳的化。草下梅的花不但追踪太阳，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，而昆虫的拜访又保证了植物的繁殖成功。
　　通常而高，花粉和胚珠是植物繁殖成功的关键，尤其在极端环境下两者都受到化内温度的制约，而化向口运动是改善花内温度、提高雌雄功能表达的一种捷径。草玉悔化追踪太阳既提高结结率又提高种子萌发率而且其花向日运动提高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，从而提高了花粉和胍珠的质量和性能。随着开化时期的不同，化向日运动对繁殖功能的影响会发生相应变化，通常晚开的花追踪太阳的能力较早期开的花弱。
　　总之，对于生长在不同环境下的植物，花的向日运动对其发育和繁殖有很多益处：改善了花序和花内温度，吸引昆虫拜访，从而提高传粉效率；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，提高合子成活率，使植物在相对短暂的开花季节里完成繁殖。
　　
　　(责编　李�)