ひまわりの円盤は太陽とともに回転しますが、この部分は光を恐れていることがわかりました。

レビュー専門家：国立植物園科学博物館館長、上級エンジニア、王康

花柄の帽子をかぶり、野原に立って太陽に向かって微笑んでいる彼は、とてもハンサムに見えます。上記のなぞなぞを使って植物を推測すると、誰もがためらうことなく「ヒマワリ」と答えると思います。

ヒマワリは、サンフラワーや向日葵とも呼ばれ、美しく生命力にあふれた植物です。これに付けられた最も目立つラベルは「太陽に向かって微笑む」です。

昔、人々はひまわりの円盤が太陽の動きに合わせて回転することを発見しました。この特徴は「ひまわり」という名前の由来でもあります。

では、なぜひまわりは太陽の周りを回るのでしょうか?この背後にはどんな科学的原理が隠されているのでしょうか?

「太陽に微笑む」

それは実は生存戦略なのです

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太陽の周りを回ることは、ヒマワリの成長の基本的な特徴に関係しています。ヒマワリは典型的な太陽を好む植物で、光を非常に多く必要とします。ヒマワリが成長するにつれて、茎はどんどん伸び、花盤も大きくなり、日光をよりよく受けられるようになります。夜になると、ヒマワリは葉と若い花を再び東に向けて、日の出を待ちます。

花盤の回転は、ヒマワリが受ける日光の量を最大化するために採用した生存戦略です。

ひまわりを発見

太陽を追う秘密

これは主にヒマワリの茎に含まれる特殊な成長ホルモンによるもので、このホルモンによって植物は高く大きく成長しますが、臆病で光を恐れます。そのため、ヒマワリの首の部分にあるオーキシンは、日光を見ると、光が当たっていない側に走って隠れてしまいます。光が当たっていない側のオーキシンの量が多くなり、この側が特に速く成長します。日当たりの良い側はオーキシンが少ないため成長が遅くなります。茎の両側は成長速度が異なり、成長の速い側が成長の遅い側に向かって曲がり、花盤が光源に向きます。

科学技術の進歩により、科学者たちは、ヒマワリの茎の先端にある成長帯の両側のオーキシン濃度の違いに加えて、成長阻害物質の濃度にも違いがあることを発見しました。この阻害物質はオーキシンと呼ばれ、細胞の伸長を阻害して日の当たる側に蓄積し、茎の両側で異なる速度で成長させる原因となります。したがって、キサンチノールの不均一な分布は植物の光屈性回転も促進します。

さらに、「生物時計仮説」は、ヒマワリが太陽に向かって動く理由も説明できます。 「生物時計」は、動物や植物に一日の特定の時間に何をすべきかを知らせます。生体リズムの「内因性仮説」は広く認識されています。現存する生物の生理学的リズムの大部分は、体内のタイミング機構によって発生し、制御される内因性因子によって積極的に調節されていると考えられています。生物学的リズムは、環境の周期的な変化に対して比較的安定しています。

研究によると、太陽が見えにくい曇りの日でも、ヒマワリは太陽を追いかけて東から西へ回転するそうです。夜になると、花を東に戻して、新しい日の日の出を待ちます。これはおそらく体内時計の結果でしょう。

△ひまわりの茎は左右で成長速度が異なります。出典: 百度写真

上記の要因の複合的な効果により、ひまわりの円盤が太陽の変化に合わせて常に方向を調整し、毎日東から西に回転するのを見ることができます。

ひまわりが太陽の周りを回る現象は、植物自体にとって何を意味するのでしょうか?

1. ヒマワリは花盤の方向を調整することで、花盤のすべての部分が太陽光を十分に受けられるようにし、光合成の効率を高め、植物の成長と発達を促進します。

2. このローテーションにより、ヒマワリの茎が強い日光で焼けるのを防ぎ、植物の正常な成長を守ります。

頭を回すのをやめてください。

ひまわりはなぜ南東を向いているのでしょうか？

ヒマワリは成長サイクル全体を通して太陽の周りを回っているわけではないことに注意する価値があります。ディスクが成熟して種子を作り始めると、ヒマワリの茎は徐々に硬くなり、曲がらなくなります。この時点で、ひまわりの円盤はほぼ南東を向いた固定された方向を維持し、太陽とともに移動しなくなります。

では、なぜひまわりはいつも南東を向いているのでしょうか?これはおそらく自然選択の結果でしょう。

1. 花盤が太陽に面しているため、夜間に結露した露が乾燥し、真菌感染の可能性が減ります。

2. 朝の気温が低い場合、直射日光によりヒマワリの花壇の温度が上昇し、暖かい小さな空間が形成され、昆虫がそこに留まり、受粉を助けます。

△ミツバチがヒマワリの花粉を集めています。出典：内モンゴル農業畜産局

3. ヒマワリの円盤は、正午の直射日光を避け、高温による花粉の燃焼を防ぐために、南東を向く必要があります。

つまり、ひまわりが太陽の周りを回る現象は、自然が植物に与えた魔法の能力なのです。ヒマワリは茎が曲がっているため、太陽を感知して追うことができ、それによって受ける太陽光の量を最大限にして光合成の効率を高め、自身の成長と発達を促進します。この現象は自然の驚異を示すだけでなく、植物の成長や環境への適応のメカニズムを研究するための貴重な手がかりも提供します。