暮光之草

一般我們研究光線如何影響植物生長，大概都是關注光線的強度、日照週期、光波組成等，比較少關注所謂的「暮光」（twilight）。

科學上的暮光，指得是太陽要升起之前（dawn）與太陽剛落下（dusk）這兩段時間。這兩段時間，光線會由弱變強或由強變弱。

除了光線的強弱變化之外，由於陽光必須穿透更多的大氣層，所以光線的組成也會發生變化，包括藍光、紅光、橙光以及紅外光的比例都會增加，而紫外光則會迅速減少。

有意思的是，世界上的不同區域，並不都有相同的暮光長度！赤道附近的暮光時間大約是15分鐘，而北緯59度區域的暮光時間可以達到90分鐘。

既然不同區域的暮光長度變化如此之大，研究團隊想知道，暮光長度對植物是否會產生什麼影響？

他們選用了最受歡迎的模式植物「阿拉伯芥」（Arabidopsis thaliana）來測試，以LED燈提供阿拉伯芥不同長度的暮光（0、15、30、60、90分鐘，相同的早晨與黃昏暮光時間）。由於一些文獻中提到，紅外光對於模擬自然條件的開花很重要，所以他們給每個實驗組都提供了紅外光，讓紅外光與紅光的比例為1。

結果他們發現，30-60分鐘的暮光長度可以促進植物生長，使植物葉片面積增加34%、重量增加16%。但是更長的暮光對植物就沒有促進生長的效果了。

另外，阿拉伯芥隨著暮光長度變長，開花時間延後了。而且他們發現，讓暮光長度變長對延後植物開花的效果，比光週期變化的效果更強。

暮光對開花時間的影響。圖片取自期刊。

到底是什麼基因負責感應暮光的長度呢？研究團隊測試了一些缺少時鐘基因的植物後發現，有兩個時鐘基因LHY與CCA1對感應暮光長度非常重要。缺少這兩個基因的阿拉伯芥，對暮光長度變化幾乎是無動於衷。

由於感應光線也需要光受器，研究團隊就測試了許多缺少光受器的植物。結果發現，光敏素E（PHYE）對於感應暮光最重要，其次是光敏素D。另外，光敏素B與隱花色素2（CRY2）則會影響暮光導致的開花時間延後。而光敏素A則對暮光沒有任何影響。

總而言之，這個研究讓我們理解到，不只是光的亮度、波長組成、光週期長度，每天早晚的暮光長度對植物也有很重要的影響。

不過，我覺得有一件事情要注意的，阿拉伯芥本身是溫帶的雜草，這是否意味著它本來就比較喜歡長一點的暮光呢？如果用熱帶的植物來做相同的實驗，會不會有不一樣的結果？這就有待科學家來測試了。

參考文獻：

Mehta, D., Scandola, S., Kennedy, C., Lummer, C., Rodriguez Gallo, M. C., Grubb, L. E., Tan, M., Scarpella, E., & Uhrig, R. G. (2024). Twilight length alters growth and flowering time in Arabidopsis via LHY/CCA1. Science Advances, 10(26), eadl3199. https://doi.org/10.1126/sciadv.adl3199