面向东方的向日葵比面向其他方向的向日葵更快乐、更健康、更有生产力——这一切都归功于早晨太阳的温暖。这是新研究得出的结论,该研究试图找出为什么这些欢快的黄色花朵在成熟时倾向于面向东方,尽管它们在年轻时具有更大的灵活性,它们的朝向会随着移动的太阳而改变。从升起的太阳中获得更多的温暖和光线,早晨吸引了更多的蜜蜂,这导致更好的生长、更早的花粉生产、更多的种子和更高的繁殖成功率。
随着向日葵的生长,年轻的向日葵(Helianthus annuus)表现出一种特殊的行为:花头或头状花序会随着太阳在天空中移动而移动,如视频所示。在2016年发表的一项研究中,Harmer和她的同事们确定,这种跟踪有助于植物和花的生长,并吸引传粉者。然而,随着向日葵的成熟,它的茎变硬,显著限制了运动。在此过程中,头状花序稳定地面向东方。
为了找出原因,由加州大学戴维斯分校的生物学家Nicky Creux领导的另一个团队设计了一个实验。研究人员注意到,面向东方的花朵在早晨吸引了明显更多的蜜蜂。在一天的其余时间里,蜜蜂没有表现出偏好,这表明早晨的时间窗口可能有很大的不同。面向东方的向日葵也比面向西方的向日葵更早开始释放花粉,大约早30分钟——这个时间与传粉者访问高峰时间之间的时间延迟非常吻合。
后续分析表明,这一切都与头状花序的温度有关。太阳温暖了花头,触发其释放花粉;当人工加热时,面向西方的花朵表现出类似的花粉释放行为。有趣的是,这种人工加热对传粉者的访问没有影响,尽管原因不完全清楚。研究人员认为,在太阳的紫外线照射下,传粉者可见的花朵上的标记可能与此有关:在面向东方的向日葵上,花朵很明亮,这些标记明显更可见。
面向东方的向日葵产生的种子更多、更重,而且从面向东方的向日葵获得的花粉似乎在产生后代方面更成功。研究人员通过将只产生种子而不产生花粉的向日葵与面向东方和西方的向日葵包围在一起,然后使用基因分型确定种子植物是由东方还是西方的花粉授粉的,从而得出了这一结论。面向东方的向日葵产生的后代明显多于面向西方的向日葵。这一切表明,尽管面向东方可能不是向日葵成功的绝对关键,但它确实提供了足够的提升,使其值得。