今天早上帶實驗課(高一:染色體的觀察與DNA粗萃取),台大科技中心主任、老師與師培生們來觀課,課後討論時不知為何聊到[向日葵的追日行為]屬於向性嗎? 這是我過去生物學學理解碼的議題之一,解碼如下: 教科書與科普書籍,常描述向日葵的追日行為 (solar tracking) 雖與刺激方向有關,但不屬於生長,而是膨壓變化所造成,故屬於傾性反應。這樣的歸類是否合理?什麼是追日行為的定義?對其運動機制的研究又有什麼新發現? 一、爭議由來 大多數動物具有顯著的神經系統與肌肉,遇逆境可立即逃避。植物運動能力較不顯著,但對環境變化亦可產生適當的反應,包含向性 (tropism) 與傾性 (nastic movements) 反應。高中生物教科書對向性的描述如下:「有些刺激會引起植物組織的生長不均勻,而造成和刺激方向有關的運動」、「植物受環境刺激時,因局部生長的速率或方向產生改變,導致植物體兩側生長差異」、「植物器官因應外界的光照、水分、接觸或地心引力等刺激,使植物組織的生長不均勻,產生和刺激方向有關的生長反應」,大學普通生物學教科書也有類似的內容:「任何一種導致植物器官朝向或遠離刺激而彎曲生長的生長回應皆稱為向性 ( Campbell and Reece, 2005 ) 」,所以教師與學生常認為 「 向性 」 需符合兩項條件: 1. 和刺激方向有關的運動,與 2. 肇因於生長不均勻,故向性是一種生長現象。而傾性反應自然就歸類於: 1. 和刺激方向無關的運動,與 2. 和生長無關的現象。 基於上述推論,植物的器官於白天追隨太陽東起西落的運動 ( 圖一 ) ,雖與刺激方向有關,但不屬於生長 ( 而是膨壓變化所造成 ) ,故屬於傾性反應。植物器官追隨太陽東起西落的運動稱為追日行為 (solar tracking) ,雖然現在高中教科書已不再介紹此例,但許多參考書、講義、考題與教師上課的內容中,追日行為始終被歸屬於傾性反應的範疇中。這樣的歸類是否合理? 圖一 向日葵莖頂的角度隨太陽移動而改變 ( 參考自 Vandenbrink, et al ., 2014 ) 。 二、追日行為的介紹 追日行為又稱向日性 (heliotropism) ,源自希臘文 helios( 意指太陽,希臘神話中的太陽神即為...