清晨开放的牵牛花
关于花开的时间,我们有许多常识性的知识,例如,牵牛花一定要在清晨开,葫芦和夜来香的花一定要在晚上开,另外还有许多种花也在特定的时间开放.假如我们调查一下各种植物的开花时间,就可能做出一个由花卉指示时间的钟来.
我们知道,决定开花时刻的主要因素,虽然常常因植物种类的不同而异,但大多数的植物,都有一个生物学上的“钟”（内在的节律）.植物的开花时间,很多都是由这个钟所决定的.退一步而言,至少可以认为牵牛花的开花时间是由生物钟所支配的.
如果我们现在来追问一下,这种钟的实质是什么?是什么因素在调节着这种钟的运行?要是这种钟不指示出特定的时间,花儿为什么就不能开呢?对于这样一些问题,目前我们还无法作出答复,不过我们可以解释一下,为什么要用生物学上的钟来解释开花时间.为了说明这个问题,我们先来说明什么是生物钟.
我们可以举一个很容易理解的例子,这就是叶子的睡眠行为.人们知道：扁豆、合欢草、含羞草等植物的叶子,白天呈水乎状展开,夜间则垂向下方,同时小叶闭合.如果把这类植物放在一定温度的暗室里,这时尽管没有了昼夜之分,但是它们的叶子仍然大致以一天为一个周期,不断地上下运动着.这种周期性的运动,显然是由植物本身内在的节律性造成的.
植物之所以对某些呈周期性变化的环境因素（不包括温度和光）没有反应,乃是因为它们的运动周期,并不是准确地恰恰是二十四小时,而是随植物种类的不同而不同.这难道不能说明植物的运动周期,是受植物遗传性支配的吗?虽然这样说,但是这种周斯的长短,一般还是接近于二十四小时,在20～30个小时之间.即植物运动周期的一个特点是没有突出的长或短.
上面这种植物的内在节律性,不仅裘现在叶的运动上,而且也表现在植物的呼吸、光合作用、生长速度等多种多样的生理现象上.我们一般称这种现象为“生物钟”.因此,植物的生理状态所表现的周期性变化,可以认为是受生物钟支配的.（人体中也存在着类似的生物钟,只是影响不太明显,可以有较大的调节性,如每个人每天的睡眠需要可以因人而异,每个人每天的作息习惯也会形成生物钟的不同）.
人们都明白了生物体内存在着这样一个“钟”,可是目前人们对它的实质可谓是一无所知,但是光亮和黑暗.却能比较容易和明显地改变钟的快和慢.例如,如果黄昏时刻一到,马上就把植物移入暗室,使叶子的睡眠时间提前,这样第二天早晨叶子展开的时间也提前.由于自然条件下的光是以四小时为一周期进行照射或消失的,这就使那些不以二十四小时为周期的生物钟的运行,受到每天的天亮和天黑的调节,以致不得不表现出比较准确的二十四小时这样一个周期.而植物内在的,本身所固有的周期性,只有在固定不变的条件下才能观测到.
牵牛花的开花时间是否受上述生物钟的支配,我们从如下的试验可以进行判断.
如果把结有大量花蕾的牵牛花,放在一定温度的暗室或人工照明室中,同时来用适当的方法（如每隔半个小时进行一次红外光照相）,考察开花的时间.这时可以发现：牵牛花开花的时间,每天基本上都是固定的,即一个开花周期,大约是二十四小时.这种现象如果不用生物钟来说明,那将是极其困难的.
牵牛花在自然环境下度过8～10个小时的黑暗,即竞相开放（并不是受晨光的照射才开放）.因此可以认为：进入黑暗之后,通过生物钟来控制时间,在8～10个小时之后,钟的“闹铃”响了,开花的时间到了.这种观点还得到以下事实的支持：天黑之前,早早地把牵牛花移到暗室,次晨,花也开放得特别的早；天黑之后,如果再延长它的光照时间,牵牛花在第二天早上也开得特别的迟.
现在我们还知道：植物体内各种酶的活性,及其对生物膜的透过性,也都随着生物钟的运行而呈现周期性的变化.通过这一事实,也许我们可以认为：只有当这些酶的性能,达到某种特定状态之后,牵牛花才能开放.
为了开花,内侧花瓣的生长速度一定要大于外侧.因此,若达不到构成内外侧花瓣生长差异的条件,花也就不会开.遗憾的是,是什么因素决定着内外侧花瓣具有不同的生长速度,以及这种因素和生物钟之间存在着什么样的关系,现在仍然是悬而未决的问题,这还有待于生物学家和化学家携手揭开此中奥秘.
