一項由臺拉維夫大學與科羅拉多大學博爾德分校合作進行的研究揭示，向日葵在密集生長環境中通過隨機運動避免互相遮擋陽光，從而達到最佳的生長效果。研究顯示，向日葵會以之字形的方式生長，以避免互相遮擋陽光，從而最大化光合作用，對集體光照產生正面影響。這一發現回應了自達爾文以來對植物生長中週期性運動（圓周運動）功能性角色的長期疑問。該研究發表在權威期刊《物理評論X（Physical Review X）》上。
花朵有方向感嗎？
Meroz教授解釋：「植物能區分建築物陰影或葉片的綠色陰影，如果它們感受到建築物的陰影，通常不會改變生長方向，因為它們知道這不會有影響；但如果感受到植物本身的陰影，它們就會朝遠離陰影的方向生長。
向日葵「知道」如何最佳生長
在這項研究中，研究人員檢視了向日葵「知道」如何最佳生長，以最大化光合作用為集體提供最充足的陽光。他們分析了實驗室中向日葵的生長動態，並發現它們之字形的生長模式。Meroz教授和她的團隊將向日葵置於高密度環境中，並在生長過程中每隔幾分鐘拍攝一次照片，將這些照片合成為一部延時影片。透過追蹤每株向日葵的移動方式，研究人員發現這些花朵似乎在跳舞。
研究團隊透過在實驗室中觀察向日葵的生長模式，進行了物理分析，捕捉了每株向日葵在集體中的行為，揭示了向日葵藉由跳舞尋找最佳角度，進行小而隨機的移動確保每朵花不會擋住相鄰花朵的陽光。這些隨機運動經過量化並通過電腦模擬證實，證明這些運動有助於減少陰影的覆蓋機率，從而促進光合作用。研究表明，向日葵的步伐分佈範圍非常廣泛，從幾乎沒有移動到每幾分鐘就移動達兩公分的範圍，並且方向各異。向日葵能根據周圍植物的陰影做出調整，進而優化集體生長。這些發現不僅解答了植物如何協同生長的謎題，也為植物生長的物理機制提供了新的理解。
資料來源：
https://english.tau.ac.il/research/dancing-sunflowers
