一、植物能看到什麼 奇妙的光周期現象

科學家還好奇於植物看到的光的顏色。令人驚奇的是，他們發現不管用什麼植物做實驗，它們都只對夜晚的紅色閃光有反應。夜間的藍色或綠色閃光都不會影響植物的開花時間，但幾秒鐘的紅色閃光就會。植物能夠區分顏色：它們靠藍光知道向哪個方向彎曲，卻靠紅光測量夜晚的長度。

運用這種技術，花農可以讓菊花直到母親節前夕才開花，這是讓菊花在春天的繁花時節綻放的最佳時間。花農遇到的問題是，母親節在春季，但菊花在正常情況下要到日照越來越短的秋季才開花。幸運的是，在秋冬兩季，只要每晚點亮幾分鐘的燈光，就可以讓種植在溫室中的菊花一直不開花。然後，就在母親節的前兩周，花農晚上不再開燈了，於是所有的菊花便在同一時刻「嘩」地開放，既適宜收穫，又適宜裝運。

差不多第二次世界大戰的時候，科學家發現，只消在半夜快速點亮燈光再滅掉，就可以控制植物的開花時間。取一種短日照植物——比如說大豆——來做實驗，只要在半夜點亮僅僅幾分鐘的燈光，就可以讓它在短日照條件下仍不開花。另一方面，同樣只要在半夜點亮僅僅幾分鐘的燈光，科學家就可以讓鳶尾之類長日照植物在仲冬（這是白晝最短的時候，長日照植物正常情況下不開花）也能開花。這些實驗證明，植物測量的不是白晝的長度，而是連續的黑暗時期的長度。

在約翰·F.肯尼迪被選為總統的時候，沃倫·L.巴特勒及其同事表明，紅光效應和遠紅光效應都由植物中的單獨一種光受體引發。他們管這種受體叫作「光敏色素」（phytochrome），英文意為「植物色素」。在最簡單的模型中，光敏色素就是一個光激活的開關。紅光使光敏色素活化，轉化為能夠接收遠紅光的形態。遠紅光使光敏色素失活，轉化為能夠接收紅光的形態。在生態學上，這一效應意義重大。在自然界中，任何植物在白晝將終的時候看到的最後一道光是遠紅光，這意味著植物應該「休息」了。早晨，植物看到紅光便又醒來。通過這種辦法，植物能夠測量在它最後一次看到紅光之後過去了多少時間，藉此便可以相應調整其生長。那麼，植物究竟是用什麼部位看到紅光和遠紅光以調控開花的呢？

我們從達爾文對向光性的研究中知道植物的「眼睛」在莖尖，對光做出反應的部位則在莖中部。所以我們也許會認為負責光周期現象的「眼睛」也在植物莖尖。令人意外的是，這是錯的。如果你在半夜用一束光照射植物的不同部位，你會發現，照亮任何一片葉子都足以調控整株植物的開花時間。另一方面，如果把植物所有的葉子都摘除，只留下莖和莖尖，植物就看不到任何閃光了，即使整株植物都被光照也無濟於事。只要單獨一片葉子裡的光敏色素在半夜看到紅光，效果就好比整株植物都受到了光照。葉子中的光敏色素接受了光的提示，便發出一個可運動的信號，在整株植物體內散播開來，由此就可誘發開花。

之後，在20世紀50年代早期，在馬裡蘭猛獁得到首次研究的那個美國農業部實驗室，哈利·博斯威克和他的同事又獲得一個驚人發現：遠紅光——這是波長比鮮紅色光略長的光，最常在日暮的時候勉強看到——可以消除紅光對植物的效應。說得更詳細一些的話，如果你取來幾株在長夜條件下不能正常開花的鳶尾，在半夜給它們一個紅色閃光，它們就會開出和自然條件下種植的鳶尾一樣鮮艷美麗的花朵。但如果在紅色閃光之後緊接著再給它們照射遠紅光，結果就好像它們從未被照過紅光一樣，又不開花了。如果在遠紅光之後再照紅光，它們又開花了。再照遠紅光，又不開花了，如此類推。而且，根本不需要太長時間的照射，無論紅光還是遠紅光都是幾秒鐘足矣。鳶尾體內彷彿有一個光激活的開關，紅光把它扳到開花這一邊，遠紅光把它扳回去，鳶尾就不開花了。只要你來來回回扳開關扳得足夠快，什麼都不會發生。從一個更哲學化的層次來說，植物能記住它看到的最後一種顏色。

光周期現象的概念讓一些科學家一下子來了精神頭，他們腦子中滿是這樣的問題：植物測量的是白晝的長度還是黑夜的長度？植物看見的又是什麼顏色的光呢？