那么，植物怎样看世界？植物的“眼睛” 又在哪儿呢？现在我们知道，植物能够“看”东西 。很多植物在“看到”太阳升起或落山时，都会动一下，如向日葵，它从早晨到晚上一直转动着看着太阳，晚上之后又回到原点，然后又反复循环 。2016年，《科学》发表一篇文章，从基因表达、昼夜温差等方面对向日葵的这种趋光现象作了一些解释[2] 。植物的趋光性也可采用简单实验进行验证，在一些植物两侧分别放置一个灯泡，哪边的灯开植物就向哪边生长，而且所有植物的表现就像军训一样，行动一致，非常整齐 。看到这一现象后，我们需要设想：究竟是植物哪个地方看到了光?光的信号又是怎样传到拐弯的地方，怎样实现拐弯生长呢？其实，早在1880 年，达尔文父子进行了一系列实验后，就在《植物的运动》这本书里详细地记录了植物的趋光性 。他们利用趋光性表现最为明显的植物幼苗进行实验，那个时候没有任何科学仪器，他们就在自己家做实验 。他们先假设幼苗顶部是感光的部位 。果然，将顶部去掉后，幼苗确实不向光弯曲了 。接着，他们用一个黑色的罩子套住顶部将光挡住，结果幼苗顶部看不到光后，它也不弯曲生长了 。但这是不是由于罩子的压力太大了的原因呢？于是他们用一个与黑色罩子同等重量但允许光投射进去的透明罩子套住幼苗顶部，结果植物又弯曲了 。这些实验能说明什么呢？这说明幼苗的向光性是通过它的顶端感受光线产生的，幼苗的顶部(准确地说是幼苗的茎尖)就是植物的“眼睛” 。那么，幼苗顶部感受光后是怎么将信号传递下去后又如何导致茎的拐弯生长？原来这是通过不同的生长速度来实现的，也就是幼苗的茎靠近光的一侧长得慢一些，而背光的那侧长得快一些，这样茎就向光的方向弯过去了 。也就是说植物感光以后要导致茎横向两边的细胞生长速度不同 。这些问题清晰以后，就可以深入地研究相关机理了 。达尔文发现植物感光后有一种物质从幼苗顶端运送到了茎，从而导致茎的弯曲生长，他把这种物质称为“植物生长物质”，即后来的生长素，是植物中第一个被发现的激素 。达尔文虽然知道这种物质的重要性，但当时并不清楚其化学本质 。关于这种生长物质究竟是什么，是到了50年后才有人将其研究清楚的 。另外，达尔文父子虽然发现了感光部位，但并没有进一步实验证明是什么颜色的光，使植物看到后就可以拐弯生长 。由于灯泡、太阳光都是混合的光，如果能想方设法把其他光滤掉而只允许某一种颜色的光照射进来就可解答了 。然而，这在130多年前是很难实现的 。后来，通过采用一种比较原始简单的方法去依次尝试，如透过硫酸铜溶液的光即蓝光，科学家发现蓝光是导致植物向光性的主要的光 。那么，植物体内一定存在可以感受蓝光的光受体 。从1887年开始到2000年，经过100 多年的时间，植物的第一个蓝光受体才被科学家分离出来 。
8 光敏色素的发现揭示了植物的光周期
植物不但可以感知光的强度、颜色，并且能够感知光的昼夜周期，植物的昼夜周期在植物的光生物学里面是一个重大发现，促成植物红光受体(光敏色素)的发现 。光敏色素发现的故事可追溯到100多年前 。1906年，人们在美国的马里兰州发现了一些烟草突变株，称为“马里兰猛犸象(Maryland Mammoth)”(图3) 。这些突变株长得非常大，一般烟草只长20多片叶子，而这个突变株长了100多片叶子，这对于想增加烟叶产量的烟农来说是梦寐以求的 。
然而让他们失望的是，这些突变株直到马里兰寒冷的霜冻来临依然很少开花结种，这有什么办法解决呢？当时，农民们还有另外一个问题，就是农民收获大豆集中在一周时间，劳动强度太大，能否分批种植大豆，进而可以分批次收获大豆呢？然而结果却不如人们所愿，无论什么时候种植大豆，大豆都是在同一时间成熟 。由此说明，开花结果不是说需要生长多长时间，而是与季节有关 。又怎么解决呢？当时美国农业部研究人员Garner和Allard接受了这个任务，并对此展开研究 。他们整整研究了10年，但一无所获 。他们从营养、不同化学成分、温度、光、湿度等不同方面进行了尝试，都没有找到答案 。在几近放弃该项研究时，1918年年初，他们做了最后的尝试，即测量日照长短对植物生长开花的影响，那之前从未有过此类报道，他们做这个最后的尝试只是因为只剩下此项因素没有研究了 。结果，做了此项研究后，他们就成为了举世闻名的科学家 。他们做的实验非常简单，就是种植一批大豆，在开花前，每天将一半的大豆搬进一个避光的小木屋里，相当于把这批植物日照缩短、黑夜增长，另一批留在外边地里作为对照，以观察昼夜长度的变化是否对植物开花有影响 。结果发现，日照时间缩短后对大豆的开花影响非常大，黑屋里的实验组大豆已开花结果很久，而室外对照组大豆还没开花[4](图4) 。这是科学界的重大发现，即光周期现象 。虽然这项研究没有拿到诺贝尔奖，但其影响力毫不逊色 。
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