网上流传着一个有趣的笑话：“其实我一直有个疑问，都说向日葵跟着太阳转，那么太阳从西边下去又从东边出来的时候，向日葵会怎么样，一个猛甩头？你想想，你漫游在向日葵丛里，在太阳即将升起时，几十万棵向日葵一个猛甩头，从此以后你被吓得生活不能自理。”看完这个笑话，有人就要问了：晚上向日葵真的会齐刷刷地转头吗？
这个答案其实非常简单：第二天太阳出来以后，向日葵才慢慢转回去，自然也就没有“唰地一回头”这种事。
想要解释这种现象，就得从任何生物现象背后都有的复杂的生化机制说起。初中生物介绍过，植物生长素的浓度控制着地上部分的向光性和地下部分的背光性，这种植物激素由分裂旺盛的组织产生，同时受光照影响在背光侧富集，让植物的向光侧和背光侧表现出不同的生长速度，发生定向弯曲。而植物不同部位的细胞对生长素的敏感程度不同，超过最适浓度的生长素反而抑制生长，所以植物的不同部位在光照下的弯曲方向也不相同。
复习过初中知识点，我们不难明白，植物只有生长点周围才能表现出明显的向光性，比如叶芽、花芽、根尖，所以“葵花朵朵向太阳”的现象也只有在向日葵初开的生长阶段才能看到，授粉完成开始结实之后，向日葵就再也不会跟着太阳转，而是受重力影响低下了头，但有观察者称，成熟的向日葵向东低头者偏多。
为了进一步地了解其背后机制，我们不妨涉猎一下生长素的生化作用机理。最常见的植物生长素是3-吲哚乙酸，具有低浓度时芳香如茉莉、高浓度时恶臭如大粪的奇特性质，现在人工合成的1-萘乙酸或者3-吲哚丁酸也有同样的作用，都是结构类似的羧基杂环化合物。
作为一种激素，与受体结合成复合物之后能发生一系列反应，主要包括两种：一种是与细胞膜上的蛋白质作用，向细胞膜外侧泵出更多的氢离子，过程较快，十分钟就有效果；另一种是激活或抑制特定的基因，影响细胞的发育命运，过程较缓慢。
对于前者，我们知道氢离子的相对浓度越高溶液的酸性越强，而植物的细胞壁会随着酸性增强而软化，减弱了对细胞形状的约束，这些细胞吸水后在内部压力下扩张变大。特别的是，细胞膜上的载体蛋白只分布在背向生长点的一侧，同时受光照影响而迁移，这就让生长素总能精确地分布到远离生长点的背光侧，也只让那里的细胞壁酸化扩张，宏观上就表现成了向光性。
对于后者，生长素激活和抑制特定基因以后，在叶芽中可以促进细胞生长、叶片扩大、维管束分化，在花芽中可以让植物形成更多雌花、促进雌花子房壁形成，甚至在未受精的情况下单性结实，这对农业生产，尤其是水果种植有着重要意义，人工合成的1-萘乙酸等比天然的3-吲哚乙酸更加稳定，所以采用喷洒的外施方法即可见效。
然而这也在公众信任危机下滋生出了一系列恶意的谣言：大个水果、无籽水果都是打了激素的，会影响孩子发育，甚至有避孕药催熟的说法广泛流传。这也都是初中生物忘干净的后遗症：激素是高度专一的调节物质，没有专门的受体就没有专门的功效。生长素与脊椎动物的生长激素（蛋白质）没有任何共性，对人体也没有任何影响，催熟水果用的乙烯与性成熟也不会有任何关系；同时动物激素对植物生长也没有任何功效。
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发表于 2019-1-26 13:21:09