你吃的葵花籽里，藏着大自然的黄金比例

原创 刘若淼 我是科学家iScientist

小时候最爱上生物课，也喜欢“学以致用”。印象深刻的一次，是老师教授“果实与种子”那部分的时候。那一部分对于小孩子来讲，真的是傻傻分不清楚，于是考试前嘴里总念叨着：西瓜子是种子，南瓜子是种子，葵花籽是果实。每当有同学拿出来各种瓜子邀请大家嗑的时候，总要好为人师地讲解一番。

不过，我从小不太爱吃葵花籽，对向日葵的印象主要来自一部电视剧和一幅油画。20 世纪80 年代有一部罗马尼亚电视剧进入中国，叫做《神秘的黄玫瑰》，主人公有点像美国西部牛仔，一人一骑一枪，独斗匪徒。其中的一个场景我总难忘怀：背景音乐慢慢响起，打败了坏蛋的孤胆英雄，独自骑在马背上，只有他的枪静静地陪着他，沿着夕阳的余辉，渐行渐远。与他炫酷的造型有些不相称的，是他边骑马边嗑瓜子；当他渐行渐远时，身后是一地瓜子壳。在那以后一段时间，我经常会观察各种人嗑瓜子，尽管每个人都不一样，但却没有一个人能达到黄玫瑰的境界。

很多人误以为向日葵的花盘是一朵花，黄色的是花瓣，棕褐色的是“花心”，其实不然。向日葵的花盘并不是一朵花，而是由无数朵小花组成“一盘花”——头状花序。花盘的外缘由黄色的舌状花组成，这些舌状花是单性花，它们只有雌蕊，是雌花。艳丽的黄色还有一个作用是招蜂引蝶，可以吸引更多昆虫来为其授粉。中间棕褐色的小花是管状花，较外围黄色花数目更多。这些花同时具有雌蕊和雄蕊，是两性花。这些棕褐色的花受精后发育成向日葵的果实。

向日葵 | Wikimedia Commons, Johann Jaritz / CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

植物的结构布局巧妙，人类从中观察到了数学规律。比如说，向日葵果实的排列方式就蕴含了一种特别的数学规律。仔细观察向日葵花盘，你会发现有两种曲线向相反方向延展，从中心开始一直延伸到花瓣，每粒果实都和这两条曲线形成特定的角度，放在一起就形成了螺旋形。花盘上螺旋线的数目往往不会超出21、34、55、89、144这几个数字的范围。这些数字符合斐波那契数列，1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233……从第三项开始的每一项都提前两项数字之和，并且两个相邻的数字的比值逐渐接近0.618034 这个值，例如34 /55=0.6182，十分接近“黄金比例”。

英国科学家沃格尔曾用计算机模拟向日葵花盘，根据斐波那契数列，尽可能紧密地将模拟果实（用圆点代替）紧密排列。他发现，只有选择相邻两粒呈137.5度排列时，花盘上才能排列尽可能多的排果实，又不会彼此遮挡挤压。这是巧合吗？当然不是。这些都是多少万年来，植物适应环境和进化的结果。我们不得不感叹大自然的神奇。

葵花籽，也就是我们常说的瓜子，属于瘦果（果实的一种）。“瓜子皮”是果皮，“瓜子仁”是向日葵真正的种子。果皮包着种子，并不开裂。剥开果皮，仔细观察会发现：果皮与种子的基部是有一点愈合的。这就是为什么晃动瓜子的时候不会听到种子在里面发出响声。

成熟的葵花籽 | 图虫创意

“瓜子仁”大家都熟悉，但你了解它的结构吗？瓜子仁外面穿的无色透明的外衣是种皮，两瓣身体是子叶，子叶间夹着的是胚。如果把一粒种子种下去，胚就会发育成新的完整植株。

西瓜子、南瓜子也都是“瓜子”，但此“瓜子”不同于彼“瓜子”，它们在结构上与前面提到的“葵花籽”大相径庭。西瓜子和南瓜子是由胚珠发育而成的，是种子；而葵花籽是由子房发育而成的果实，葵花籽种的“瓜子仁”叫葵花子，它才是向日葵的种子。菜市场中，许多小贩的价格牌上常常“籽子不分”，有的写葵花籽，有的写葵花子，但其实指的都是可食用、加工成熟的葵花子。

梵高的《向日葵》系列开始让很多人用艺术的眼光审视向日葵的美。但实际上，欧洲原本并没有向日葵，研究梵高与向日葵可以让我们了解到人类历史上重要的一章。

野生向日葵最早是在美洲大陆被发现的，印第安人最早发现并改良了它。随着地理大发现和大航海时代的到来，它被带到了世界各地。公元1500年至1700年左右这段时间，对人类发展的影响非常大，以至于科技史学家、文化史学家经常将其作为研究重点。除了地理大发现，那个时代的大事件还包括文艺复兴、科学革命、欧洲宗教改革等，每一件事都意义深远。

那个时候，向日葵也进入欧洲不久。就如同金属铝刚刚被提炼出来的时候，欧洲皇帝都曾经做过铝制王冠一样，向日葵刚刚进入欧洲的时候，大家对它非常好奇。

后来，人们又在希腊神话中找到了关于向日葵的美丽传说。传说，水泽女神克莉提非常喜欢太阳神阿波罗，她每天都会一直望着太阳神，目不转睛地看着他驾驶马车从东边奔驰向西边。慢慢地，克莉提变成一株美丽的向日葵, 修长纤细的身材，太阳一样的颜色，脸庞永远眺望着阿波罗每日飞行的方向。

文艺复兴时期，艺术家喜欢从古希腊、古罗马文学历史中汲取养分。欧洲人对向日葵初识不久，有新鲜感，加上唯美的希腊神话，使得后来很多画家把向日葵作为创作素材。梵高同时期的许多画家都创造过与向日葵有关的作品，但其中成就最高的当属梵高。可以说，梵高成就了向日葵，向日葵也成就了梵高。现在，多所世界著名博物馆都收藏有梵高的向日葵作品，例如三个版本的《十四朵向日葵》，分别收藏在荷兰、英国和日本，以及收藏于荷兰阿姆斯特丹梵高博物馆的《两朵剪下的向日葵》和收藏于瑞士伯尔尼艺术博物馆的《两朵剪下的向日葵》等。

梵高画作《花瓶里的十二朵向日葵》| Wikimedia Commons, Vincent Willem van Gogh / Public Domain

向日葵有许多名字，比如向日葵、向阳花、太阳花、朝阳花，有的地区也称转日莲（在京津冀等地区向日葵籽又被叫做转莲籽），这些名字都有向着太阳生长之意。古希腊神话故事中，也特意提到向日葵的这一特性。实际上，不仅仅是向日葵，菊科、蔷薇科、罂粟科等很多植物都有“逐日”生长的习性，我们称之为向阳性。它们的花梗或者花轴托着花朵随着太阳旋转（当然，转动角度没有那么一致和精确）以获得更多热量，内部升高到更适宜花粉萌发和种子结实的温度，传粉者到来的频率也更高了。植物的向阳性不会直接引起植物的根、茎、叶等营养器官变长或者变粗。对植物来说，这只是一种节律性运动。

我们更常听到关于向性的词汇是向光性。达尔文在《植物的运动》中提出“所有的植物都会向着光源方向弯曲生长”。留心观察会发现，室内的植物都是迎着光的方向生长的。如果把一盆植物放在窗台上久了，它们甚至会扒在玻璃上，恨不得探出头去寻找阳光。

向光性的感光点在茎尖，苗梢感应到光线，然后把信号传导给茎中部，引起促进植物生长的一种激素——生长素密集分布在茎干背光一侧。这样，背光侧的生长速度比近光侧快，使得茎发生向光弯曲的现象。

向日葵的追光运动比较明显，特别是在花期前期那一段时间。苗期的向日葵如果种植密集，会“挤向”有阳光的区域，这和其他植物所表现出的向光性是一样的；花蕾期的向日葵会在一天内随着太阳由东向西转动，但它比太阳转动的角度要相对滞后；而成熟期的向日葵花盘总是向东，直到枯萎。当向日葵的舌状花和管状花都开放之后，它的茎干就不再转动，也就不会再看到向日葵追着太阳的情景了。

阳光下的向日葵 | 图虫创意

向日葵是被子植物，所以我们能看到它开花结果。向日葵雌蕊的形状和很多植物的雌蕊一样，有点像上容下亮的啤酒瓶。最顶端的部位叫柱头，柱头下面的部分叫花柱。而在花柱中下部那个膨大成球状的部分，就是它的子房。我们说的植物的果实就是子房逐渐膨大发育形成的。其中，子房壁会变成果皮，里面的胚珠则发育为种子。

植物的果实不仅是种子生存的家园，更重要的是，果实还是我们人类乃至自然界的各种动物重要的食物来源之一。

说到食物，我们不妨先跳出向日葵，来看看我们每天吃的各种食物里面，究竟有哪些植物学知识。

我们就先来看看被子植物这一小部分，人类对被子植物的利用是最复杂的。即使是一个学习过一些植物学基本知识的人，如果把他带到超市或菜市场，让他区分我们每天吃的每一样蔬菜都是植物的什么器官，他也很可能直接崩溃掉。

我们边走边说：粮食作物区比较简单，大部分粮食作物都是植物的果实，比如水稻、小麦、玉米等；再去看看瓜类，西瓜、南瓜、冬瓜等也是植物的果实；瓜子类比较复杂，前面我们说过，西瓜子、南瓜子是种子，而葵花籽是果实（葵花子是种子）；然后是蔬菜区，芹菜、菠菜、韭菜等是植物的茎和叶；土豆是块状茎，而红薯则是块状根。

更好玩的是水果，在吃水果这个问题上，人类有点自以为是。以桃为例，我们经常认为我们吃得的桃的果肉，可实际上并不是那样，我们吃的是桃皮。

没错，是皮。即使你吃桃前，已经剥皮了，你吃的还是皮。

桃的果实是由子房发育而成，叫真果。桃子，也就是真果，有三层果皮：我们平时说的桃皮是它的外果皮，我们称为桃肉的部分是桃子的中果皮，桃核的红色木质化部分是桃子的内果皮。所以，无论你吃桃子剥不剥皮，你吃的依然还是皮。

那你知道吃橘子吃的是什么吗？

橘子也有三层果皮：外果皮、中果皮和内果皮。最外侧革质部分是它的外果皮，里面的丝带状的橘络是橘子中果皮的维管束。它的内果皮向内包裹，把橘肉分隔成多个小室, 生长出的腺毛变成肉质的汁囊，子房内壁的表皮毛发育成桔瓣。

上边说的果实部分都由子房发育而成，是真果。如果果实是由子房和花萼、花托等部分共同参与发育而来的，就被称为假果。比如，梨和苹果，它们的果实就是由子房和花托一起发育而成的，我们吃的又甜又脆的部分其实是它们的花托。夏天的解暑佳品西瓜，也是假果，它的果实由子房和花托共同发育而来，我们吃的是它的胎座。

了解了这些，以后再去菜市场，你会不会觉得像是到了植物标本馆或解剖室？

菜市场仿佛一个植物标本馆或解剖室 | 图虫创意

果实是自然界物竞天择的产物，很重要，也很神奇。无根萍,又叫芜萍，是一种浮萍科芜萍属的植物，全株绿色，漂浮在水面上。无根萍的果实是世界上已知最小的果实，质量只有70毫克，每个果实里仅含1粒种子。而在塞舌尔共和国有一种被当地称为国宝的植物，叫海椰子，它的果实是世界上已知最大的果实，一个果实质量可达25千克。

从70毫克到25千克，同样是果实，它们重量的差别就像大象与蚂蚁一样巨大。

说了这么多果实，我们还是回到向日葵。随着时间的推移，经过人们不断的育种和改良，现在的向日葵主要作为油料作物被种植在农田中和村落旁。它们一般都有1~3米高，茎粗壮直立，圆柱多棱角，茎上有白色的粗硬毛。叶片先端锐突或逐渐变尖，边缘粗锯齿状，两面被毛，粗糙，叶柄较长，花盘直径一般在10~35厘米之间。

人们还保留了一些小株的观赏类的向日葵品种，可以盆栽，摆放在室内。“清明过后，种瓜种豆”，农业上播种特别在意节气，农村种植一般选择在清明前后，但在家里种植向日葵往往就可以比较随意一些。如果气温在20℃左右时，种子比较容易发芽，可以直接在花盆中土培；如果温度比较低，则需要提前育种，再播种。

小型盆栽向日葵 | 图虫创意

土有多种选择。可以使用专门的营养土，好处是含有多种矿物质元素，营养成分丰富，土质疏松，保水、保肥能力强，但需要考虑成本和购买周期。也可以从室外挖来“野土”，好处是随处可见、方便采集，不足在于其成分不好把握，酸碱程度、腐殖质、营养均衡等因素不好控制。还有一个隐患在于虫卵，“野土”中经常会有一些虫卵，拿到家里土培的过程中，经常会带来一些害虫。如果确实选择使用“野土”，一定要在使用前翻土、晒土，特别是盛夏的中午，翻动、暴晒，反复几次，并搅拌进一些肥料，“麻酱底”是个不错的选择，养分充足又没有异味。

播种时，把种子埋进土里1~2厘米深，覆土，浇水浇透，直到盒底托盘流出水来。播种后可以用保鲜膜覆盖花盆以防止水分蒸发。一般情况下，约3~5天就可以隔着保鲜膜，看到种子发芽了。当种子长出3~4片真叶的时候，再移栽到大盆里。需要注意的是，矮化品种的向日葵在移栽时也要注意株间距，它们会很快长大。提前准备好大花盆，用瓦片或者无纺布或者多层废报纸把盆底的孔垫上，防止在浇水的过程中“土壤流失”。底部铺瓦片或粗一些的土，将土垫到盆的四分之三高度。移栽的时候，用小铲子把小苗连同根部周围的土都铲出，摆放在已经铺有土的大花盆里，把根部埋好，压实，浇水，把它们放在有阳光又通风的地方就可以了。

相比较种花所需要付出的时间和爱心，孩子们还是更喜欢制作标本，葵花的干花标本就非常漂亮。向日葵的头状花序由几十甚至上百朵小花组成，不便直接压制，可以采用分别干燥每一朵小花最后再合成的方法制作一株假的“向日葵”。

首先，选取一些生长良好、完整的舌状花、管状花、叶片，用小镊子轻轻摘下来，擦掉植株表面的污渍和水分，整齐摆放在专门的吸水纸上。花尽量不要折叠，然后在上面盖上吸水纸或者草纸，与瓦楞板间隔放置，将标本夹用力压紧，用绳子绑紧，放到通风、干燥的地方。

制作标本的前3 天，每天需要给葵花更换干燥的吸水纸，以保证纸张干燥（换下来的吸水纸不用丢掉，放在太阳下晒干或者自然风干后还可以继续使用），3天后，可以减少换纸的次数。

大概3~5天，葵花标本就做好了。挑选你喜欢的，摆成向日葵的样子，用胶棒粘贴在本章末尾的标本页上。别忘了在标本页右下角记录下采集人、采集地点、制作人和制作标本的时间。

其余的干花，我们来做植物画。还记得前面提到梵高的《向日葵》吗？想不想把这举世闻名的画作搬回家？有美术基础的，可以临摹，没学过的也不要紧，还有一个好办法，可以用之前压制的干花做一幅真花版的《向日葵》。

来做一幅真花版《向日葵》| 图虫创意

首先在网上下载一幅梵高的《向日葵》，根据想要制作的作品大小对画进行缩放，再用彩色打印机把它打印下来。然后在硫酸纸上把《向日葵》的轮廓用铅笔拓下来，接着就可以按照画里面的样子，把花朵粘贴在硫酸纸上。B6000胶是个不错的选择，镊子、剪子和小刀也是必不可少的，如果干花大小不合适，可以把它们适当剪裁。粘花朵的时候，确保花与纸张完全贴合，不要翘边。整幅画做好后，把硫酸纸贴合在大小合适的白卡纸上，再用丙烯颜料给卡纸涂上你想要的颜色，真花版的《向日葵》就完成了。如果能找到一个相框给它裱起来（别忘了在看不见的地方放两袋干燥剂防潮），就可以把它摆放在客厅或者书房里。

别担心，没有人会说你画得不像，因为它本来就是向日葵。

《童年的植物园》

《童年的植物园》是一本面向中小学生的家庭植物科普图书，以让青少年动手做、亲子一起玩为目的，以植物为主线，把种植活动、做标本和植物学知识融为一体，强调实践性、趣味性和知识性的结合。内容包括前篇“萌芽”、中篇“成长”和后篇“孕育”三部分，涉及的植物包括莲、凤仙、凌霄、竹、含羞草、蒲公英、杨、桃、芦苇和向日葵。

作者：刘若淼

编辑：鞠强

排版：雷昱儿

题图来源：图虫创意

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原标题：《你吃的葵花籽里，藏着大自然的黄金比例》

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