Hoa hướng dương từ lâu được cho là quay đầu theo hướng mặt trời nhờ tác động của hormone thực vật gọi là auxin.

Theo giả thuyết này, auxin tập trung nhiều hơn ở phía bị bóng râm của đầu hoa và thân, thúc đẩy sự kéo dài tế bào nhanh hơn ở đó.

Sự phát triển không đồng đều này khiến hoa hướng dương nghiêng về phía mặt trời, tạo nên chuyển động hướng quang đặc trưng. Tuy nhiên, những phát hiện gần đây trong sinh lý học thực vật đã thách thức lời giải thích này, hé lộ một cơ chế phức tạp hơn.

Bác bỏ lý thuyết auxin

Các nghiên cứu mới cho thấy sự phân bố auxin ở phần gốc đầu hoa hướng dương tương đối đồng đều ở cả hai phía sáng và tối. Khám phá này cho thấy auxin không phải là yếu tố quyết định hành vi quay đầu theo mặt trời của hoa hướng dương. Trước tiết lộ này, các nhà nghiên cứu đã chuyển hướng sang tìm kiếm những yếu tố khác có thể tác động đến chuyển động độc đáo này. Vậy nếu không phải auxin, điều gì khiến hoa hướng dương có thể theo dõi mặt trời?

Thử nghiệm với ánh sáng nhân tạo

Để tìm hiểu sâu hơn, các nhà khoa học đã tiến hành thí nghiệm trong môi trường kiểm soát. Họ sử dụng các nguồn sáng nhân tạo, như đèn huỳnh quang, để mô phỏng ánh sáng mặt trời và quan sát phản ứng của hoa hướng dương. Điều đáng ngạc nhiên là hoa hướng dương không quay đầu về phía ánh sáng nhân tạo, dù nguồn sáng đến từ hướng đông vào buổi sáng hay hướng tây vào buổi chiều. Dù ánh sáng thay đổi vị trí, đầu hoa vẫn đứng yên, cho thấy ánh sáng không trực tiếp gây ra chuyển động này.

Trong một thí nghiệm khác, các nhà nghiên cứu thay thế ánh sáng mặt trời bằng một nguồn nhiệt—một hố lửa được che chắn để ngăn chặn ánh sáng nhìn thấy.

Kết quả thật đáng kinh ngạc. Không giống như với ánh sáng nhân tạo, đầu hoa hướng dương tích cực xoay về phía nguồn nhiệt, bất kể thời gian hay phương hướng.

Hành vi này diễn ra liên tục cả ngày lẫn đêm, cho thấy một phản ứng mạnh mẽ với nhiệt độ hơn là với ánh sáng.

Những phát hiện này mang đến những hiểu biết quan trọng về bản chất thực sự của hiện tượng hướng quang ở hoa hướng dương.

Vai trò của nhiệt trong chuyển động của hoa hướng dương

Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng chuyển động của hoa hướng dương không phải là phản ứng trực tiếp với ánh sáng mặt trời mà là phản ứng với nhiệt độ. Ánh nắng làm ấm các ống hoa bên trong đầu hoa hướng dương, khiến các sợi cơ ở gốc co lại. Sự co rút này tạo ra lực kéo, giúp đầu hoa quay về phía nguồn nhiệt. Về bản chất, hướng dương không chỉ đơn thuần tìm kiếm ánh sáng mà đang chủ động điều chỉnh theo tín hiệu nhiệt.

Phát hiện này đã mở ra một cách hiểu hoàn toàn mới về hoa hướng dương—chúng có lẽ nên được gọi là "hoa hướng nhiệt" thay vì "hoa hướng dương".

Khả năng theo dõi mặt trời đáng kinh ngạc của chúng không chỉ để tìm ánh sáng mà còn để tối ưu hóa việc hấp thụ nhiệt.

Hành vi này giúp tạo ra môi trường lý tưởng cho quá trình thụ phấn, phát triển hạt và sinh trưởng tổng thể.

Góc nhìn mới về hoa hướng dương

Nghiên cứu về hiện tượng hướng quang của hoa hướng dương đã làm sáng tỏ mối quan hệ phức tạp giữa thực vật và môi trường. Bằng cách hiểu rõ cơ chế thực sự đứng sau chuyển động hướng mặt trời của loài hoa này, chúng ta càng trân trọng hơn sự thích nghi tinh vi của thực vật. Việc hoa hướng dương dựa vào nhiệt thay vì ánh sáng đã thách thức những quan niệm lâu nay và làm nổi bật cách thực vật phản ứng với các kích thích môi trường một cách đầy tinh tế. Chuyển động hướng mặt trời của hoa hướng dương, nay được biết là do nhiệt độ, vẫn là một hiện tượng kỳ diệu minh chứng cho sự khéo léo của thiên nhiên.