科学家发现一种植物。这种植物生长在高山。它的叶子是绿色的。它的花很小。花的颜色是白色。科学家观察了三年。他们发现一个现象。这种植物只在中午开花。中午阳光最强。其他时间花朵闭合。这个现象很奇怪。
科学家想了解原因。他们提出一个想法。这个想法是一个假说。假说就是猜测。假说需要被检验。他们的假说是这样的:强光促使花朵开放。他们这样想。中午光线最强。花朵在中午开。强光可能是一个信号。植物接收到信号。花朵就打开了。
他们开始设计实验。实验用来检验假说。第一个实验很简单。他们把植物放在室内。室内用灯光照射。他们调节灯光强度。一组灯光很强。一组灯光很弱。强光组模拟中午。弱光组模拟早晨。他们观察花朵变化。强光组的花朵开了。开花时间在光照后。弱光组的花朵没开。花朵一直闭合着。这个结果支持假说。强光似乎很重要。
他们想了更多。只有光够吗?他们提出新问题。温度有没有影响?中午温度也高。也许温度是关键。他们需要新实验。新实验要分开光和热。这有点困难。光带来热。他们想办法。他们使用特殊灯。这种灯发出光。但热量很少。他们把房间降温。房间保持早晨的温度。他们打开强光灯。结果花朵没有开。这个结果有意思。光alone不够。
他们再做实验。这次固定光线。光线用弱光。他们提高房间温度。温度达到中午水平。花朵也没有开。光和热单独都不行。他们一起试试。他们又做实验。光线用强光。温度也提高。花朵很快开放。开放时间和野外一样。这说明需要两个条件。强光和高温一起起作用。假说需要修改。新假说是:强光加上高温促使开花。
科学家继续思考。植物怎么知道条件满足?植物没有眼睛。植物没有皮肤。它怎么感觉光和热?他们猜测植物有特殊物质。这种物质像开关。光热合适时开关打开。开关打开后花朵开放。他们开始寻找这种物质。他们在叶片里找。他们在花苞里找。他们用了很多方法。他们分析植物汁液。他们比较不同时间的样本。中午的样本很特别。他们发现一种蛋白质。这种蛋白质中午最多。早晨和晚上很少。他们叫它“开花蛋白”。
他们检验这个蛋白质。他们提取这种蛋白。他们把蛋白放到其他植物上。其他植物不在中午。花朵也出现了开放迹象。这很令人兴奋。他们又做一个实验。他们阻止这种蛋白产生。他们用药物抑制蛋白。结果中午花朵也不开。这提供了证据。这种蛋白是关键。它负责感受光热信号。它指挥花朵开放。
他们的工作还没完。他们想知道信号怎么传递。蛋白在叶片里。花朵在枝头。信号怎么过去?他们想到植物有维管束。维管束像我们的血管。物质可以流动。他们做了一个标记实验。他们标记了开花蛋白。他们看蛋白去哪里。他们发现蛋白从叶片移动。蛋白沿着茎秆移动。蛋白最终到达花苞。花苞接到蛋白就开放。这个过程很慢。需要几个小时。这解释了时间差。中午光照。几小时后花才全开。一切都对得上。
科学家写下了报告。报告里有他们的假说。报告里有实验过程。报告里有数据和图片。他们提出完整的故事。高山植物中午开花。因为中午有强光和高温。叶片感受到信号。叶片制造开花蛋白。蛋白移动到花苞。花苞开始开放。这个假说很合理。实验证据也充分。但科学家很小心。他们说还需要更多研究。其他植物可能不一样。环境因素可能更复杂。他们的假说是前进的一步。科学就是这样。提出想法。检验想法。修改想法。慢慢接近真相。
他们的研究有用处。农民可能用得上。控制光线和温度。控制开花时间。花园里也能用。让花在我们想要的时间开。科学了解自然。也帮助我们的生活。这一切从一个观察开始。从一个简单的假说开始。假说是科学的起点。提出问题。大胆猜测。小心验证。这就是科学的方法。