ひまわりは本当に太陽を追いかける?
ヒマワリは本当に太陽を追いかけます。ただし、一日中向きを変えるのは主に成長途中の若いヒマワリです。朝は東、日中は太陽の動きに合わせて西へ向きを変え、夜には再び東を向きます。花が開くころにはこの動きが小さくなり、成長した花は東を向いたままになることが多いのです。
若いヒマワリは太陽の動きに合わせて向きを変える
若いヒマワリは、朝になると茎の先端やつぼみを東へ向けています。太陽が空を移動するにつれて、先端の向きも少しずつ変わり、夕方には西を向きます。このように太陽の動きを追う性質を「向日性(こうじつせい)」といいます。
太陽が沈んだあともヒマワリの動きは終わりません。夜の間に向きを西から東へ戻し、次の日の朝には再び日の出の方向を向くことが、研究で確かめられています。
ただし、花や茎が時計の針のように一瞬で動くわけではありません。長い時間をかけて少しずつ向きを変えるため、じっと見ていても変化に気づきにくい動きです。
太陽を追うのは茎の左右で伸び方が違うから
2016年に発表されたカリフォルニア大学などの研究では、ヒマワリの茎の東側と西側で、伸びる速さが時間によって変わることが分かりました。
昼間は茎の東側が西側より大きく伸びるため、先端は西へ傾きます。反対に夜は西側の茎がより伸び、先端は東へ戻っていきます。茎の片側がもう片側より伸びることで、ヒマワリ全体の向きが変わるのです。
この動きは、成長する力を利用しています。成長の盛んな若い時期には起こりやすい一方、茎の伸びが落ち着いてくると、向きを変える動きも弱くなります。
夜のうちに東へ戻れるのは体内時計のおかげ
夜には太陽が見えないのに、ヒマワリはどうして東へ戻れるのでしょうか。それには植物の「体内時計」が関係しています。
体内時計は、およそ一日をひと区切りとして、体の働く時間を調節するしくみです。ヒマワリでは、光から受ける刺激と体内時計の働きが組み合わさり、昼と夜で茎の左右の成長が切り替わります。
研究では、太陽を追うような茎の動きが、光の向きだけでなく体内時計にも左右されることが確かめられました。翌朝の日の出に合わせるように東を向くのは、その働きによるものです。
ふつうの光屈性とは少し違うしくみもある
植物の茎が光の来る方向へ曲がる性質は「光屈性」と呼ばれます。ヒマワリにも光への反応はありますが、野外で朝から夕方まで太陽を追う動きは、単に明るい方向へ曲がるだけでは説明できません。
2023年に発表された研究では、室内で一方向の青い光に向かって曲がる反応と、野外で太陽を追う反応とで、働く遺伝子の様子が異なることが示されました。野外での太陽追跡には複数の光を感じるしくみが関わると考えられています。
花が開くころには太陽を追うのをやめる
ヒマワリが成長してつぼみが大きくなり、花が開くころになると、茎の伸びは次第にゆっくりになります。すると、太陽を追って左右に向きを変える動きも小さくなります。
十分に日が当たる環境で育ったヒマワリでは、開花した花が東を向いて止まることが多く見られます。畑に並んだ大きなヒマワリが、夕方になっても太陽の方を向いていないのは、このためです。
つまり「ヒマワリの花はいつも太陽を追う」というイメージは、若い時期の動きと、開花後の姿を区別すると正確に理解できます。
開花した花が東を向くとどんな利点がある?
東を向いた花は、朝日が当たると早く温まりやすくなります。2016年の研究では、東向きの花は西向きの花より朝の温度が高く、花を訪れるハチなどの昆虫も多いことが観察されました。
さらに2021年の研究では、花が東を向くことで花粉が出る時刻や受粉に関わる昆虫の訪問が早まり、種子を残すことにも有利になる場合が示されました。
花が開いたあとに東を向いたままになることには、太陽を追い続けることとは別の利点があるのです。
家でヒマワリの動きを確かめるには?
観察するなら、花が開く前の若いヒマワリを選びましょう。朝・昼・夕方に同じ場所から茎の先端やつぼみの向きを記録し、次の日の朝にも見比べると、変化を確かめやすくなります。
鉢を途中で回してしまうと、どちらに向きを変えたのか分かりにくくなるので、観察中は同じ位置に置いておきます。建物の陰などで光が遮られる場所では、向きが変わる様子も異なることがあります。
開花後の花が東を向いている様子と見比べると、同じヒマワリでも、成長段階によって太陽への反応が変わることが分かります。
参考資料
- カリフォルニア大学デービス校「Sunflowers Move by the Clock」
- Atamianほか(2016年)「Circadian regulation of sunflower heliotropism, floral orientation, and pollinator visits」
- Brooksほか(2023年)「Multiple light signaling pathways control solar tracking in sunflowers」
- Creuxほか(2021年)「Flower orientation influences floral temperature, pollinator visits and plant fitness」
- カリフォルニア大学デービス校「Why Sunflowers Face East」
- 日本植物生理学会「ヒマワリは東を向くそうですが」