為什麼牽牛花早上開花,昙花卻在半夜?
植物的生物鐘是如何調節的?
植物和我們一樣具有一定的生理節律,花的開放過程也同樣受約于生物鐘。一天24小時,大多數的花在白天、清晨或傍晚開放。黎明前開放的也有,但深夜開的卻少見。一般來說蟲媒花因傳粉的需要,白天開花最多。17世紀林奈(Linnaeus,Carolus,1751)觀察到,一天當中花開放的順序如下圖↓↓↓
花的開放有很多方式,有的晝開,有的夜放,有的晝開夜合;有的從不合攏,一直到枯萎或凋謝,而有的則開合交替進行;有的開花迅速,如月見草全面開放隻需不到20分鐘,有的保持時間很長。
花的開放主要是由細胞生長或變化造成的。有的花開放運動是由花瓣兩面細胞生長率不同造成的。在上午開放的花主要是受溫度的影響,當溫度提高時,花瓣内表面迅速伸長長度,而外表面花瓣長度伸長不明顯。相反,低溫則加快外表面增長。由于兩側細胞不同增長速率造成花瓣打開,如郁金香、金盞菊、秋水仙和蒲公英等。但有的花的開放和閉合是由于脈的運動而不是花瓣,如牽牛花,雙側的細胞擴大時的差異産生了脈的運動。而有的花的開放和閉合可能與細胞的可逆擴張和收縮有關,如龍膽,花瓣内側的表皮細胞白天擴大而在晚上縮小,上表皮的滲透壓在白天是黑夜的兩倍,而外層表皮沒有表現出長度的變化,所以這一類花的花瓣運動是由于細胞的膨壓變化。
花開放是由細胞的運動調節的,而細胞的運動則是在受到環境因素如光、溫度等的刺激或者植株成熟後自主調節下,由特定的基因(光周期途徑、春化途徑、自主途徑和赤黴素途徑)調節内源因素如糖、激素、蛋白和水産生變化。總之,花的開放是一個複雜而系統的過程,體現了自然的精妙與神奇。
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