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方舟子：向日葵向日是愚弄所有人的大騙局？（圖） 新浪科技 作者：方舟子 向日葵向日是愚弄所有人的大騙局？ 塞爾維亞共和國盛產葵花子。田野里的向日葵一望無際。有趣的是，烈日當頭時，成片的葵花未向日綻放，而是轉過臉來。圖是塞爾維亞沙巴茨地區一片向日葵的景象。人民網記者劉志海攝影(新浪科技配圖、圖片來源：人民網） 向日葵向日是愚弄所有人的大騙局？ 在瑞士尼翁鎮有一種奇怪的現象，人們將田里即將成熟的向日葵“加工”成鬼臉的樣子。不知這樣知否是為了嚇跑貪吃的小鳥？(新浪科技配圖、圖片來源：新華網) 法學教授劉大生近日寄給我幾篇文章，有的是法學文章，也有的是雜文。其中有一組他寫于1998年的文章《關于向日葵的陳述及對話》，大意是說經過他自己專門的觀察，發現向日葵并不像一般人認為的那樣其花盤隨著太陽轉動；從邏輯上看向日葵不可能轉動，“那么粗硬的東西，怎么好隨意轉動呢？”；所有的工具書只說向日葵轉而不說它如何轉，說明編撰者們在這個問題上是“囊中羞澀”，“肚里無貨”，根本說不出來。但是所有的工具書和教科書都說向日葵是向日的，欺騙了全世界60億人。他寫了一篇《向日葵如何向日？》的文章揭穿這個大騙局，投了幾家報刊，都未被接受，只好拿到網上發表，也沒有引起反響。他覺得很悲哀，“為了反愚昧、反欺騙、反荒唐”，想在網上再次發表，呼吁“向日葵僅僅向東，向日葵并不向日。中小學教師們，文學家們，科普作家們，工具書的編撰者們，請您們慎重，不要再愚弄全人類了。” 其實只要觀察過向日葵的人，都難免有同樣的困惑，雖然未必像劉教授那么憤怒。比如作家張抗抗寫過一篇散文《向日葵》，她在天山腳下發現一大片背對著太陽的向日葵，在夕陽西下時，“卻依然無動于衷，紋絲不動，固執地頷首朝東，只將那一圈圈綠色的蒂盤對著西斜的太陽。”不由發出一連串的疑問：“那眾所周知的向陽花兒，莫非竟是一個彌天大謊么？”“究竟是天下的向日葵，根本從來就沒有圍著太陽旋轉的習性，還是這天山腳下的向日葵，忽然改變了它的遺傳基因，成為一個叛逆的例外？”“它們一定是一些從異域引進的特殊品種，被天山的雪水滋養，變成了向日葵種群中的異類？”……在我讀幼兒園的時候，我家的陽臺上曾種過一株向日葵，我也曾奇怪它怎么是一動不動的，沒有像兒歌唱的那樣“葵花朵朵向太陽”。不過我沒有那么多疑問，只把原因歸咎于沒把向日葵種好。 向日葵原產北美洲，在1510年被西班牙殖民者帶回歐洲，萬歷年間又由傳教士傳入中國。西方博物學家都注意到向日葵的向日性，明末清初的學者在記載向日葵時，也都特別提及其向日性，1688年出版的《花鏡》說得更是詳細：“向日葵，一名西番葵。高一、二丈，葉大于蜀葵，尖狹多刻缺。六月開花，每桿頂上只一花，黃辦大心，其形如盤。隨太陽回轉，如日東升則花朝東，日中天則花直朝上，日西沉則花朝西。”中國原來的葵指的是葵菜，也有向日性，唐宋詩人曾反復吟詠，如杜詩：“葵藿傾太陽，物性固莫奪。”(藿的意思是豆葉)梅堯臣《葵花》詩：“此心生不背朝陽，肯信眾草能翳之。”劉克莊詩《葵》：“生長古墻陰，園荒草木深。可曾沾雨露，不改向陽心。”可見自古以來“葵”就與“向陽”緊密聯系在一起。我懷疑向日葵的名稱由剛傳入時的“丈菊”、“西番菊”而改叫“向日葵”、“西番葵”，即與其向日性有關，以致現在說的“葵花”變成專指向日葵，甚至使某些注家誤以為唐宋詩人所說的葵花也指向日葵了。 那么向日葵究竟向不向日？難道這真是一個幾乎愚弄了所有人的大騙局？答案是：要看處于什么生長階段。像工具書那樣籠統地說向日葵“常朝著太陽”，是不準確的，這是引起無數人的誤解、張抗抗的疑惑和劉大生的憤怒的原因。向日葵從發芽到花盤盛開之前這一段時間，的確是向日的，其葉子和花盤在白天追隨太陽從東轉向西，不過并非即時的跟隨，植物學家測量過，其花盤的指向落后太陽大約12度，即48分鐘。太陽下山后，向日葵的花盤又慢慢往回擺，在大約凌晨3點時，又朝向東方等待太陽升起。但是，花盤一旦盛開后，就不再向日轉動，而是固定朝向東方了。劉大生、張抗抗觀察的是已盛開的向日葵，所以只看到它們一動不動地面向東方。 綠色植物向日，實際上是為了充分地利用陽光進行光合作用，因此向日性實際上是向光性。古人雖然很早就注意到植物的向日性(至遲在三國時期就已注意到，曹植《求通親親表》說：“若葵藿之傾葉，太陽雖不為之回光，然終向之者，誠也。”)，但只將之解釋為“物性”，用來做比喻，卻沒有想到要用科學方法研究其奧秘。最早研究植物向光性的是--還會有誰--生物學之父達爾文。他在隨貝格爾號環球旅行時，隨身帶了幾只鳥，為了喂養這些鳥，又在船艙中種了一種叫草蘆的草。船艙很暗，只有窗戶透射進陽光，達爾文注意到，草的幼苗向窗戶的方向彎曲、生長。但后來幾十年間，達爾文忙著創建進化論，直到其晚年，才著手進行一系列實驗研究向光性的問題，在1880年出版的《植物的運動力》一書中總結了這些實驗結果。達爾文是用草的種子做這些實驗的。草的種子發芽時，胚芽外面套著一層胚芽鞘，胚芽鞘首先破土而出，保護胚芽在出土時不受損傷。達爾文發現胚芽鞘是向光性的關鍵。如果把種子種在黑暗中，它們的胚芽鞘將垂直向上生長。如果讓陽光從一側照射秧苗，胚芽鞘則向陽光的方向彎曲。如果把胚芽鞘尖端切掉，或用不透明的東西蓋住，雖然光還能照射胚芽鞘，胚芽鞘也不再向光彎曲。如果是用透明的東西遮蓋胚芽鞘，則胚芽鞘向光彎曲，而且，即使用不透光的黑色沙土掩埋胚芽鞘而只留出尖端，被掩埋的胚芽鞘仍然向光彎曲。達爾文推測，在胚芽鞘的尖端分泌一種信號物質，向下輸送到會彎曲的部分，是這種信號物質導致了胚芽鞘向光彎曲。 達爾文的發現隨后引起了生物學家們濃厚的興趣。1913年，丹麥生物學家波義森-簡森(Peter Boysen-Jensen)進一步驗證了達爾文的推測。他切下胚芽鞘的尖端，在切面上放上一層凝膠，再把尖端放回去，胚芽鞘的向光性保持不變。但是如果在中間放的不是凝膠而是不通透的云母片，向光性就消失了。而且，只有把云母片插在切面背光的一面，才會防止向光性，如果是插在向光的一面，則向光性正常。這就表明信號物質是從胚芽鞘尖端傳遞到胚芽鞘背光的一面，使那里的細胞生長速度要比向光的一面快，導致彎曲。1918年帕爾(A。 Paal)證實了波義森-簡森的結果。他在黑暗中切下胚芽鞘的尖端，用光照射該尖端后再放回胚芽鞘的切面，但是放的時候偏離中心，放在一側，他發現胚芽鞘生長時就往另一側彎曲。 1925年索丁(H。 Soding)發現，如果把胚芽鞘尖端切掉，則胚芽鞘的生長受抑制，但是如果把切下的胚芽鞘尖端放回去，則胚芽鞘的生長恢復正常，表明胚芽鞘尖端含有刺激細胞生長的信號物質。1926年，一名荷蘭研究生文特(Fritz Went)用一個簡單的辦法分離出了這種信號物質。他切下燕麥胚芽鞘的尖端，把它放在瓊脂上放數個小時，然后把瓊脂放到胚芽鞘殘部，發現瓊脂能刺激胚芽鞘的生長，表明有能刺激生長的物質從胚芽鞘尖端滲透到了瓊脂中。這種物質后來被稱為生長素。兩年后，文特發明了一種辦法定量地測定生長素的活性。他把滲透了生長素的瓊脂放在燕麥胚芽鞘殘部的一側，在黑暗中，燕麥胚芽鞘將向另一側彎曲。如此在黑暗中生長一個半小時后，測定胚芽鞘的彎曲度，越彎曲，則說明瓊脂中含有的生長素活性越強(比如說，用的胚芽鞘尖端越多)，這種測定法后來被稱為燕麥測試法。文特也發現，是生長素的不均勻分布導致植物的向光性。讓光從一側照射胚芽鞘尖端，然后將胚芽鞘尖端切下放在兩塊瓊脂上，在原來背光和向光的一側各放一塊。幾個小時后用燕麥測試法分別測定這兩塊瓊脂所含生長素的活性，發現背光的那塊幾乎是向光的那塊的兩倍。 那么這種生長素又是什么化學物質呢？可惜的是，胚芽鞘尖端所含的生長素的量實在是太少的，沒法將之提取、純化和測定其化學結構。科學家們只能用從其他來源提取的物質用燕麥測定法測定其生長素活性。1931年，荷蘭科學家科格爾(Fritz Kogl)和哈根-史密特(Arie J。 Haagen-Smit)首次從人尿中提取出了一種能刺激植物生長的物質，稱之為生長素A(即三醇酸)。科格爾后來又從人尿中提取出了幾種生長素，其中活性最強的是β-吲哚乙酸，這種物質實際上早在1885年被從發酵液中提取出來了，只不過人們當時不知道它是一種生長素。β-吲哚乙酸成了人們所發現的第一種真正的植物生長素，也是最主要的生長素。現在我們從分子水平上對生長素的作用機理有了一定的了解，不過有許多細節仍然搞不清楚。簡單地說，是這樣的：光(以藍光最有效，用微弱的藍光照射一、兩秒就能引發向光性)照射到芽的尖端，被光受體(某種蛋白質，包括一種被稱為趨光蛋白的黃素蛋白)吸，激發生長素的合成。光同時刺激在向光面和背光面的生長素的合成，但是背光面的生長素合成量要高三倍。在芽尖合成的生長素經由維管組織向下傳輸，與細胞膜上的蛋白質受體結合，刺激細胞壁拉長。由于背光面的生長素濃度較高，導致背光面的細胞被拉得較長，從而朝著向光面彎曲。生長素還有許多特性，其中一種是：如果含量太高，它將抑制而不是刺激植物的生長。 現在我們再回到向日葵。顯然，向日葵的葉子和花盤之所以能朝著太陽轉動，不必像劉教授設想的那樣“除非在它的脖子上安裝一個軸承”。在陽光的照射下，生長素在向日葵背光一面含量升高，刺激背光面細胞拉長，從而慢慢地向太陽轉動。 在太陽落山后，生長素重新分布，又使向日葵慢慢地轉回起始位置，也就是東方。 在花盤盛開后，向日葵也停止了生長，而把花盤固定朝向東方。為什么最后要面向東方而不是其他方向或朝上呢？這可能是自然選擇的結果，對向日葵的繁衍有益處。向日葵的花粉怕高溫，如果溫度高于30攝氏度，就會被灼傷，因此固定朝向東方，可以避免正午陽光的直射，減少輻射量。但是，花盤一大早就受陽光照射，卻有助于烘干在夜晚時凝聚的露水，減少受霉菌侵襲的可能性，而且在寒冷的早晨，在陽光的照射下使向日葵的花盤成了溫暖的小窩，能吸引昆蟲在那里停留幫助傳粉。 通過以上的介紹，我想已足以消除劉大生、張抗抗以及某些觀察過向日葵的大人、小孩的困惑了。他們不輕信常識，能夠自己做觀察驗證，敢于挑戰權威，這是難能可貴的。可惜的是他們的觀察既不系統也不細致，又沒能查閱足夠的專業資料， 因此疑惑不解，甚至匆忙地得出了受騙的結論。在科學問題上，僅有探索、懷疑精神是不夠的。當然，一些辭書、科普文章不嚴謹的甚至錯誤的說法也要負一定的責任，應該做出相應的修改。 。

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向日葵的莖部含有一種奇妙的植物生長素。這種生長素非常怕光，一遇光線照射，它就會到背光的一面去，同時它還刺激背光一面的細胞迅速繁殖，所以，背光的一面就比向光的一面生長得快，使向日葵產生了向光性彎曲。 清晨，旭日東升，向日葵花盤下莖干里的植物生長因素集中在西面背光一面，并且刺激背光一面的細胞迅速繁殖。于是背光一面比向光一面長得快，整個花盤朝著太陽方向彎曲。隨著太陽在空中的移動，植物生長素在莖里不斷地背著陽光移動，象是跟太陽捉迷藏似的，這樣向日葵就老跟著太陽轉。這種性質在植物學上叫做“向光性”。許多植物葉子都具有跟向日葵一樣的習性，也向著太陽，著可稱“正向光性”。 在研究植物向陽生長時，人們發現許多向陽植物的地下部分雖然照不到陽光，但也能對光作出反應。這個令人迷惑的問題長期以來一直無人能夠理解，直到最近科學家才發現植物的身體能傳導光線，就像光導纖維能把光傳到恰當部位一樣。照射到植物地面部分的陽光，可以通過植物身體的基干，向植物體的其他方向傳去。。

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向日葵又叫葵花、朝陽花。我們通常所指的花盤并不是一朵花，而是一個花序，即頭狀花序，是由短縮肥厚的花軸和密布其上的小花組成。向日葵的花盤有個怪現象：花盤總是朝太陽轉動。向日葵為什么總是朝太陽轉動呢？早在18世紀末，英國生物學家達爾文就對這個現象產生過興趣，并做了一些研究。他發現，種在屋子里的花草，莖葉也會朝著透光的窗子那邊傾斜。他曾把花草幼苗的頂芽切去一小塊，幼苗雖然還會朝上長，卻不會彎向太陽了。于是他斷定，在幼苗的頂端肯定有某種物質使幼苗傾向太陽。后來，科學家們經過進一步研究，在植物頂端找到了一種能夠刺激細胞生長的激素，叫做生長素。由此也初步揭開了向日葵向陽之謎。原來，生長素主要在莖尖形成，并向基部運輸。生長素的分布受到光的影響：向光的一側生長素濃度低，背光的一側濃度高。這樣，向光的一側生長區生長較慢，背光的一側生長區生長較快，由此莖就產生了向光性彎曲。近年來，隨著科學技術水平的提高，科學家對向日葵向陽現象的解釋做了新的補充。他們從向日葵的莖的生長區內發現了較高濃度的葉黃氧化素。這種物質與生長素相反，會抑制細胞伸長。科學實驗表明：當光由一側照射30分鐘后，在向日葵幼苗生長區的兩側，其葉黃氧化素的濃度分布為：向光的一側濃度高，背光的一側濃度低。這正好與生長素的濃度分布規律相反。那么說來，向日葵的向陽性與葉黃氧化素也有很大的關系。也就是說，向日葵的向陽是生長素與葉黃氧化素共同作用的結果。。

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陰面的生長素多,長得快,枝干就長彎了,向著太陽