以色列和美国研究发现向日葵通过“跳舞”来促进生长

特拉维夫大学周二称，一项新研究发现了向日葵在茂密环境中采用的集体生长策略，花朵在这种环境中会进行“舞蹈”运动。

研究表明，向日葵利用随机运动来优化其生长方向，从而避免相互遮挡并最大限度地利用阳光。

特拉维夫大学表示，这一发现可以阐明一个长期存在的科学问题，即植物中观察到的一种周期性运动——回旋运动的功能作用。

该研究由特拉维夫大学怀斯生命科学学院植物科学与食品安全学院的 Yasmine Meroz 教授与科罗拉多大学博尔德分校的 Orit Peleg 教授合作领导。

研究团队还包括来自博尔德的 Chantal Nguyen 博士、Roni Kempinski 和来自特拉维夫大学的 Imri Dromi。他们的研究成果发表在Physical Review X杂志上。

先前的研究表明，在高密度田地中种植的向日葵会以锯齿状生长，以避免互相投下阴影。

这种生长模式使它们能够最大限度地利用阳光进行集体光合作用。向日葵可以区分植物的阴影和非植物物体（如建筑物）的阴影，并相应地改变其生长方向。

这项研究是如何进行的？

根据这项研究，研究小组在受控的实验室环境中进行了实验，在近距离种植向日葵，并用延时摄影记录它们的生长过程。拍摄的镜头显示，向日葵表现出一种“跳舞”的行为，每朵花都会随机移动，寻找最佳角度，避免遮挡邻居。

这一现象最早由查尔斯·达尔文观察到，他注意到植物在生长过程中会表现出周期性运动，称为回旋运动。

虽然这种行为已被人们认识了一个多世纪，但它的功能作用仍不清楚，除了攀缘植物等特殊情况。特拉维夫大学表示，这项研究为这些动作的意义提供了新的见解，表明它们在优化集体生长方面发挥着关键作用。

研究人员通过物理分析和计算机模拟量化了向日葵的运动。他们发现，向日葵的运动范围非常广泛，从最小的位移到每隔几分钟最多两厘米的移动。

这些随机的运动有助于最大限度地减少向日葵之间的相互遮光，从而增强它们捕获阳光的能力。

这些运动的范围和随机性对于最大限度地减少遮光和最大限度地提高光合作用至关重要。特拉维夫大学得出结论，这可以为植物在竞争环境中茁壮成长所采用的适应性策略提供新的见解。