为什么向日葵白天追着太阳跑，长大以后却一动不动？
第 1 节昨天傍晚朝西，今天早上朝东
清晨六点，内蒙古巴彦淖尔的一片葵花田，所有花盘齐刷刷朝着东边。前一天傍晚七点你从田边过，它们全是朝西的。
一夜之间，整片地掉了个头。
这个动作有名字。植物的茎叶朝光弯，叫向光性；一天里跟着太阳划一道弧的，叫向日性。窗台上那盆绿萝朝着窗外歪着长，用到的是一部分相同的机器，只是它不会摆回来。
也不是所有向日葵都这么干。开花以后、植株长成的，就不再追了。追日的全是幼苗，从出土到开花前那几十天。
扎在土里的东西，怎么把自己的头拧着转过大半圈？
答案分两截，一截在茎上，一截在它体内那只钟。
第 2 节大家都说它喜欢太阳
「喜欢太阳」是通行解释，四个字就说完。诗人也这么说。
杜甫在 755 年写「葵藿倾太阳，物性固莫夺」，把朝着太阳当成改不掉的天性。司马光那句「惟有葵花向日倾」，落点也是这份忠诚。
麻烦在于，他们说的不是我们今天这种葵花。
向日葵的老家在北美，明代中后期才传入中国，具体哪一年进来的，史料对不上。1621 年成书的《群芳谱》里，这东西写作「丈菊」，又叫「西番菊」，据说茎能长过一丈、花大如盘。
唐宋人见到的「葵」是冬葵、蜀葵一类本地草木，冬葵在当时还是菜，《诗经·豳风·七月》里那句「七月亨葵及菽」，说的就是拿它下锅。那两句诗里的花，跟美国中西部、墨西哥一带的野生向日葵隔着整个大洋。
至于我们脑子里那个形象，多半来自梵高 1888 年在法国阿尔勒画的几幅《向日葵》：黄底子、陶罐、剪下来的花。插在罐里的花不会动，「向日葵」在印象里就更像一幅画，不像一件会自己转身的事。
第 3 节那它到底在追什么
先给结论：会转的是花盘下面那截还在生长的茎，真正发号令的是植株自己的生物钟。
一个「葵花盘」是几百到上千朵小花挤在同一个托盘上。外圈金黄的大「花瓣」是舌状花，多数不结籽；里面密密麻麻的管状花，每一朵将来是一粒瓜子。它更像个挤满人的看台。
幼株的追日靠两侧生长快慢不同。白天，茎的西侧细胞拉长，花盘被推着往西倒；入夜改由东侧细胞伸长，大约十来个小时把它扳回东边。研究者在茎上画了成排的小格子，一格一格量，才看清哪一侧长得多。
一侧长得快，整根茎为什么会弯？好比两个人抬一根杆子，谁那侧松一点，杆子就朝那边塌下去。
拨动快慢的化学物质是生长素。它在背光一侧堆积得更多，把那里的细胞壁弄松，细胞吸水撑长（植物学里叫酸生长，细胞先把氢离子泵到壁外）。生长素这个名字来自希腊语的「增长」，1934 年才有人从人尿里把它提纯出来。
更关键的是钟。把幼株搬进生长箱，光照和温度一动不动，它照样按 24 小时的节律来回摆。节律被打乱，长势和朝向都会跟着乱。阴天摆动幅度小些，没有停。
植物的钟是一小组基因轮流值班，天亮时一批开、天黑时另一批开。这套零件在拟南芥上拆得比较清楚（TOC1、CCA1 这些钟基因就是这么找出来的），向日葵用的是一副同款。
会动的植物不止它一个。棉花和紫花苜蓿的一些叶子中午会往下垂，把正对太阳的面积收小，等光斜了再抬起来。
第 4 节达尔文剪掉了幼苗的尖
这套解释不是靠盯着一片花田看出来的，是靠剪掉幼苗的尖端、切下茎的一小块换来的。
1880 年，达尔文和儿子弗朗西斯出版《植物的运动力》，整本书都是细碎实验。他们拿金丝雀虉草的幼苗下手：用黑纸筒套住尖端，再从侧面给光，苗不弯了；反过来只遮住下半截、露着尖端，光一照照样弯。感光的在尖端，弯的是下面那一段，两边分工。
书末有一句他写的原话：「It is impossible not to be struck with the resemblance between the foregoing movements of plants and many of the actions performed unconsciously by the lower animals.」植物这些动作跟低等动物那些无意识的动作像得让人挪不开眼。这句话写在全书末尾，没往下追。
1926 年，荷兰人弗里茨·温特把燕麦幼苗的尖端切下来搁在琼脂块上，再把这块琼脂贴到去了尖的苗上，苗又能长。可扩散的信号就这么被抓住，取名生长素。1934 年，有人从人尿里提纯出其中一种，吲哚乙酸。从他剪苗到温特动刀，中间隔了四十六年。
达尔文量得出的只是「哪一侧长得快」，量不出传话的东西是什么。
此后几十年，化学分析、同位素标记和荧光报告基因轮着上，生长素在茎两侧的分布不均被一次次拍下来。今天做植物实验的人，能在显微镜下看见它聚在哪半边。
到了 2016 年，加州大学戴维斯分校的哈戈普·阿塔米安和斯泰西·哈默等人在《科学》上发了向日葵的研究。他们给生长箱里的幼株恒定光照，幼株照样按 24 小时摆动；在田间用延时摄影拍下花盘一天走完的弧线，再用茎上的标记点算出两侧生长的差；还动手把一部分成熟花盘转向西边做对照。
朝东的花盘早上升温更快，来采蜜的昆虫大约是朝西那批的 5 倍。
在研究者动手转花盘之前，没人想到「朝哪边」是跟蜜蜂谈条件。
第 5 节停下来的那一刻，没人拍到
开花以后为什么不再追，是这篇里最没底的一段。能确定的是它停了，并且停在东边；至于停手是追踪的机器被关掉，还是换成了另一套固定朝向的机制，没有定论。
生长箱里那盏不动的灯能证明节律存在，证明不了它是怎么把话传到茎上的。剩下的空白大致是这几处：
- 生物钟到生长素之间那条链还没接通。钟基因怎么让生长素转运蛋白在茎的两侧分布不均，缺完整的分子证据。
- 划不划算，两边的账都有。朝西的花盘白天受光更多，光合可能占便宜；朝东的传粉更多。两笔账在产量上谁更大，田里没给出干净的对照。
- 品种之间差得远。野生向日葵和观赏品种的表现不一样，密植、干旱、高纬度长日照下的情况也缺系统测量。
- 夜里那次回摆要十来个小时。要是夜更短，它能不能扳回来，没人做过完整的纬度梯度实验。
- 还有一件常被问的事：阳台上盆栽的向日葵常常不太动。是四面漏进来的杂光、还是盆太小压住了生长，没人给出对照实验。
有人问过，两侧细胞伸长的时候怎么配速不出错。这问题到今天还只有粗略的答案。
第 6 节一亩葵花能榨多少油
回来看地里的账。巴彦淖尔所在的河套平原是国内葵花籽主产区之一，内蒙古和新疆的葵花田连成片。葵花籽含油四成上下，榨出的葵花籽油是世界第四大植物油，排在棕榈油、大豆油、菜籽油后面。
地里长的其实是两种货。油用型的花盘小、籽粒壳薄，送去榨油；食用型的大籽拿来炒，市面上那些长条瓜子多是食葵。向日葵花期长、花蜜足，蜂农也常把蜂箱摆在葵花地边上。
榨油这件事是俄国人先做的。1829 年，沃罗涅日省的农民丹尼尔·博卡列夫用压榨亚麻籽的机器榨葵花籽，据说出油不错（也有资料写作阿列克谢耶夫卡村的农奴）。东正教斋期不许吃动物油，葵花籽油正好补上这个位置，几十年里向日葵在南俄成了大田作物。
今天葵花籽油的主要出口国是乌克兰和俄罗斯。2022 年之后这条线出了问题，食用油价格跟着晃。
1888 年 8 月，梵高在阿尔勒的黄房子里画那罐向日葵，手上只有剪断的茎。会转的那一截，留在地里。
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