来自美洲的油料大拿
菊科向日葵属（Helianthus）有100 多个物种，它们老家都在美洲。这些植物都有像太阳一样的头状花序，以至于人类在很早以前就把它们当成太阳的象征。
在向日葵家族中，最重要的物种要数向日葵（H. annuus）和菊芋（H. tuberosus）。大约在 5000 年前，北美的印第安人就已经开始种植向日葵了，并把这些花朵的形象用来象征太阳。1510 年的时候，西班牙探险家把向日葵的种子带回了欧洲，于是这种 " 太阳之花 " 开始了世界之旅。到 18 世纪，葵花籽油在俄罗斯开始流行，那可是教徒在斋戒期间少有的几种可以吃的油料哦。
在明朝中期的时候，向日葵传入我国，逐渐成为我国北方的一种重要油料植物。时至今日，向日葵已经成为世界四大油料植物之一。毕竟向日葵种子的含油量可以高达 51%。
随着时间的推移，人类逐渐选育出不同的向日葵品种。而有些油用向日葵品种的果皮上带有花青素，它们就是让小朋友舌头变颜色的 " 罪魁祸首 "。实验分析发现，染紫舌头的色素成分是一些矢车菊 -3- 葡萄糖苷 [ g ā n ] 。还好这种色素对我们人类没有坏处，只是让舌头有点难看而已。
向日葵上的螺旋线
在很多小朋友的绘画中，向日葵的花盘都被画成了棋盘布局，但是如果我们仔细观察就会发现，向日葵小花上的那些种子不是横平竖直排列的。再仔细看一下，头状花序上的管状花，组合成了一条条从中心向外延伸的螺旋线。在一个由 300 朵管状小花的向日葵花盘上，可以找到 34 条左旋的曲线和 21 条右旋的曲线。不仅如此，菠萝和松果的花和种子也是类似的安排。数一数菠萝上面的螺旋线，就会发现有的是 8 条，有的是 13 条，这些都是斐波那契数列里的数字。
相比数学，其实大家更关心的是，我们都听说过 "向日葵向太阳"，向日葵是怎么跟着太阳转的？如果向日葵一直跟着太阳转，夕阳西下之后，它会再转到东方去吗？满地的向日葵齐刷刷地转头……是不是有点吓人？
向日葵真的会转头吗？
向日葵并非一直跟着太阳转。在花盘还没有绽放的时候，它们会随着太阳从东转到西。在太阳落山之后的几个小时内，花盘就会转回东边。所以向日葵是会掉头的，但速度很慢，不至于会吓到人。
值得注意的是，在花朵完全开放之后，向日葵花盘基本上就固定不动了，并且绝大多数花盘都指向东方。看到这样的景象，大家的第一反应就是 " 向日葵总是朝着太阳的 "。这个根深蒂固的认识，直到 1597 年才被打破，有个英国植物学家杰勒德（John Gerard）盯着向日葵看了好多天，才发现成熟开放的向日葵花盘是不会转的。
那么，没有开放的花盘为什么会转动呢？很遗憾，到今天我们还没有一个确切的答案，光线和热都可能是原因。
太阳光照会影响植物体内生长素的分布，茎秆受光照一侧的生长素浓度低，背光一侧的生长素浓度高。这样一来，背光一侧的细胞生长会更快一些，而受光一侧的比较慢。向日葵的嫩芽就弯向了光的方向。至于夜晚转回来，是由于重力影响生长素的分布。在向日葵花盘打开后，茎生长减缓，基本固定了，但是仍有很小范围的摆动。
除了对生长素的影响，光照还可以影响细胞内水分多少，促使花瓣和叶片运动。如果我们观察一下蒲公英的花朵，就会发现，白天怒放的蒲公英花朵，在太阳落山后都闭上了，这就是因为细胞失去了光的刺激，改变了细胞膜的通透性，引发水分流动，从而造成两侧细胞压力的变化，最终使得花序闭合起来。当第二天太阳升起的时候，在光的刺激下，细胞膜的通透性再次发生变化，于是蒲公英的花序就再次打开了。
至于热影响向日葵转动的观点则认为，光对向日葵没有影响。据说，一旦在向日葵旁边放置火盆，向日葵的花盘就会朝着火盆。但是未见到实验数据。不过，有些花朵确实会感受到温度变化，并且会根据气温的高低来决定自己的开花时间，郁金香和番红花皆是如此。这种运动的原因是，温度变化会引起花瓣不同面生长速度的变化。一般来说，处于夜晚低温环境时，花瓣外侧细胞的生长速度比较快，使花朵处于闭合状态，而当白天温度升高的时候，花瓣内侧的生长加快，促使花瓣向外打开。只不过，这样的猜测到今天还缺乏有效的实验证据。向日葵转头的具体原因还值得探索。
新功能：清扫核污染
更有意思的是，因为植物可以吸收土壤里的放射性物质铯 [ s è ] -137，向日葵不仅可以提供油料（和 XX 牌香瓜子），还能为我们处理棘手的土壤辐射污染问题。
向日葵并不是最擅长吸收铯 -137 的植物，油菜有更出色的吸收能力，它们对铯 -137 的富集系数（每千克干植物的放射性与每千克土壤放射性的比值）可以达到 2.31，而向日葵的富集系数仅为 1.3。
不选择油菜也是有原因的，油菜吸收的铯 -137 会储存在根里。把根从土里刨出来又成了一个大工程。向日葵却能把吸收到的铯 -137 运输到地上部分。加之向日葵的地上部分要比一般的作物高大，所以，即使向日葵的富集系数不算很高，但积累的放射性物质总量也不少。在生长季过后，只要收割向日葵的地上部分，就能把放射性物质大量集中起来了。
对了，含有放射性元素的向日葵不能吃。为了防止动物误食有放射性物质的葵花籽，在结种子之前，这些向日葵就要收割掉。
2011 年，日本政府在福岛核电站方圆 20 公里内种下了大量向日葵，来处理核泄漏的辐射污染。这些象征太阳的花朵，正照亮着饱经苦难的土地。
题图来源：pixabay
文章来源：本文经授权转载自公众号 " 物种日历 "，转载请联系原账号。
欢迎个人转发到朋友圈
微信：SquirrelClub
微博：科学松鼠会
科学松鼠会，是一家以推动科学传播行业发展为己任的非营利组织，成立于 2008 年 4 月。我们希望像松鼠一样，帮助公众剥开科学的坚果，分享科学的美妙
