向日葵面向东方是因为清晨的温暖吸引了更多的蜜蜂,同时也帮助植物更有效地繁殖,根据加州大学戴维斯分校的研究人员的一项研究。结果于8月9日发表在《新植物学家》上。
“它们面向东方是非常引人注目的,”加州大学戴维斯分校生物科学学院植物生物学教授、该论文的高级作者Stacey Harmer说。“面向东方对它们更好,因为它们能产生更多的后代。”
在向日葵生长期间,它们的头部会来回转动以追踪太阳。Harmer实验室之前的研究表明,这种追踪是由植物的内部生物钟控制的。
但随着花头或头状花序的成熟,它们的茎变得坚硬和木质化,这种运动减少,直到所有的头都面向早晨的太阳。
当博士后研究员Nicky Creux通过转动花盆改变了向日葵的方向时,她注意到面向东方的花头比面向西方的植物吸引了更多的蜜蜂,尤其是在早晨。
在一系列实验中,Creux、Harmer和同事们发现,面向东方的花头在早晨比面向西方的花头明显更暖和。Harmer说,这种温暖为早晨觅食的蜜蜂带来了能量上的好处。直射的阳光也照亮了花瓣上的紫外线标记,这些标记对蜜蜂可见,但对人类眼睛不可见。
向日葵实际上是由数百甚至数千朵单独的花组成的复合体。这些单独的舌状花首先在外缘发育,形成特征性的螺旋图案。
植物的方向也影响了花的发育和繁殖成功。面向东方的植物往往产生更大、更重的种子。它们也在早晨更早地释放花粉,这与蜜蜂访问的时间相吻合。
这些效应似乎是由花头处的温度控制的。当研究人员使用便携式加热器加热面向西方的花头时,他们能够获得与面向东方的花头相似的结果。
最后,在弗吉尼亚大学Ben Blackman监督下的本科生Evan Brown,将不育的雄性植物(可以产生种子但不能产生花粉)与面向东方或西方的正常植物包围在一起。通过基因分型,他们能够区分不育雄性植物是否被面向东方或西方的植物授粉。该团队发现,来自面向东方的植物的花粉比来自面向西方的植物的花粉产生更多的后代。
这项工作得到了美国国家科学基金会和美国农业部国家食品和农业研究所的资助。