我們看不到的花朵隱藏顏色

“隱形”色彩，花朵們“招蜂引蝶”的秘訣

盡管人們可以欣賞植物花朵的美麗芬芳，但植物創(chuàng)造出花朵的初衷與人類的喜好并沒有什么關(guān)系——花朵的出現(xiàn)只是為了植物自身的繁衍。經(jīng)過千百萬年的演化，植物產(chǎn)生了花來吸引傳粉者，讓它們幫助自己完成花粉采集和傳播的任務(wù)。

因此，植物的花朵本質(zhì)上是在迎合傳粉者的感官體驗。人類眼中的姹紫嫣紅本身意義并不大，那些我們看不見的“色彩”其實在植物傳粉和繁殖的過程中扮演了更加重要的角色。

為了讓人們可以領(lǐng)略傳粉者眼中的神秘色彩世界，科學(xué)家們拍攝了不少花朵在自然光和紫外光下的對比照片，真會讓人大吃一驚。

以常見的向日葵為例，在人類眼中，向日葵就像小太陽，邊花和盤花界限分明，邊花的花冠呈現(xiàn)人們熟知的明黃色；但在傳粉者眼中，向日葵的特征其實是頭狀花序上醒目的“靶心”形狀，中心偏暗而周圍有反射性的外環(huán)，具有十分明顯的反差。

類似的，蕨麻*（Argentina anserina）*的花朵在紫外光下也呈現(xiàn)出相似的模式：花瓣的尖端反射紫外線，而花瓣的基部則吸收紫外線，看起來像是一個五邊形的“靶心”圖案。

導(dǎo)致這種差異的原因是人類與傳粉者的色覺系統(tǒng)并不相同。人類擁有三色視覺，感官細(xì)胞可以接收紅光、綠光和藍(lán)光，但是缺乏感受紫外光的受體。而一些傳粉者，比如蜜蜂，則缺乏對紅光敏感的受體，它們可以接收的是紫外光、藍(lán)光和綠光，所以蜜蜂很難理解“花兒為什么這樣紅”，因為它們根本看不清紅色。

許多植物的花朵都含有吸收紫外光 (UV) 的色素，可以在紫外光下顯示不同的圖案。研究表明，植物花朵的“隱形”色彩所營造出的這種醒目的反差可以增加花朵的可見度，有利于吸引傳粉者，幫助植物更好地進(jìn)行繁衍。因此，在很長的一段時間里，植物花朵在紫外線下的隱秘圖案都被認(rèn)為只是一種適應(yīng)傳粉的性狀。

不過，最近的研究發(fā)現(xiàn)，這些隱秘圖案的作用可不僅是“招蜂引蝶”這么簡單。

更大的“靶心”，是為了抵抗紫外線

科學(xué)家們很早就意識到植物花朵在紫外光下獨特的圖案模式，上世紀(jì)50年代，卡爾·道默就在《比較生理學(xué)雜志》上發(fā)布論文探討了蜜蜂可以看到的花朵顏色。例如，蜜蜂對紅色不敏感，會把紅色看成黑色；而人類眼中白色、綠色、粉紅色以及紫色的花朵，在蜜蜂眼中都是藍(lán)綠色的。植物正是利用這一點，通過花朵上的隱秘圖案向傳粉者發(fā)送信號。

而后，研究者們通過各種方法研究了這些圖案對于傳粉者的吸引作用，其中一些方法可以說是腦洞大開，比如裁剪和粘貼花瓣，或者是給花瓣涂上防曬霜

隨著研究的深入，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，植物花朵在紫外線下的隱秘圖案除了可以吸引傳粉者外，還有許多神奇的作用。

以蕨麻為例。在早期的研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，生長在不同海拔高度的蕨麻植株的花朵會積累不同含量的色素，進(jìn)而生成不同大小的“靶心”圖案。具體而言，那些生長在海拔較高區(qū)域的蕨麻的花朵的“靶心”圖案較大，而那些生長在海拔較低區(qū)域的植株的花朵“靶心”則相對較小。

蕨麻植株的花朵上“靶心”圖案的大小沿海拔梯度的變化

為什么同一個物種，只因為生在不同的海拔就能有這么大的差異？

如果是不同物種的花朵，它們的圖案存在差異其實可以理解，科學(xué)家們很早就發(fā)現(xiàn)傳粉者能夠區(qū)分這些圖案間的差異，并表現(xiàn)出對不同植物花朵的偏好性。比如，蜜蜂對黃色和藍(lán)色的花朵情有獨鐘，而鳥類則對紅色的花朵比較敏感。但同一物種內(nèi)“靶心”圖案的差異又該如何解釋呢？

問題的答案也不復(fù)雜，這種差異或許源于植物對不同環(huán)境的快速適應(yīng)。高海拔地區(qū)的紫外強(qiáng)度比低海拔區(qū)域要更強(qiáng)一些，這對于植物花粉的活力存在不利的影響。因此，科學(xué)家們推測，高海拔地區(qū)的蕨麻花朵擁有更大的“靶心”圖案是為了吸收更多的紫外線?；ò曛形兆贤饩€的色素越多，到達(dá)敏感細(xì)胞的有害輻射就越少，這有助于保持植物花粉的活力，從而確保它們的繁衍不受影響。

為了驗證這個猜想，研究人員采集了不同海拔的蕨麻花朵，量化了不同花朵的花瓣上紫外吸收區(qū)域的相對面積大小以及花瓣中相關(guān)色素的含量高低。結(jié)果顯示，與花瓣紫外吸收相關(guān)的所有性狀都隨著海拔升高呈現(xiàn)出增加的趨勢。

進(jìn)一步，在進(jìn)行了同質(zhì)園實驗后（也就是將不同海拔采集的蕨麻植株種植到統(tǒng)一的環(huán)境中，以排除環(huán)境因素對實驗的影響），研究人員測量了實驗植株的花粉萌發(fā)率，發(fā)現(xiàn)擁有更大“靶心”圖案的植株的花粉活力受到紫外線的影響相對更小。

對于植物而言，盡管吸引傳粉媒介是花朵的主要功能，但非傳粉媒介同樣可以影響花朵顏色和形狀等特征的演變，除了紫外光，環(huán)境中水分梯度的變化同樣可以影響植物花朵特征的演化。

越干旱的地方，“靶心”越大？

大家可能留意到了，前文中向日葵的圖片里，左右兩朵花“靶心”圖案的大小差別很明顯，這又是為什么呢？

科學(xué)家們在比較了兩個不同向日葵物種內(nèi)接近2000株個體的頭狀花序后發(fā)現(xiàn)，雖然向日葵的花朵在紫外線下都呈現(xiàn)出“靶心”的圖案，但“靶心”圖案的大小在不同的向日葵物種之間以及同一物種的不同種群間其實存在很大的差異。

不過，向日葵花朵圖案的差異可不是因為所處的海拔不同，而是其它因素。

在發(fā)現(xiàn)了向日葵中“靶心”圖案的差異模式之后，科學(xué)家們進(jìn)行了廣泛的采樣和實驗，試圖找到調(diào)控野生向日葵中靶心圖案大小的遺傳因素。最后，他們找到了一個叫作HaMYB111的基因，這個基因可以調(diào)控花瓣中黃酮類色素的合成，主要在花瓣基部的紫外吸收區(qū)，也就是我們看到的“靶心”圖案的陰影區(qū)域表達(dá)。進(jìn)一步，他們通過比較分析發(fā)現(xiàn)，那些“靶心”圖案較小的個體內(nèi)的HaMYB111表達(dá)量顯著低于大“靶心”圖案的個體。

在野外調(diào)查中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)向日葵花朵“靶心”圖案的大小與環(huán)境中的濕度存在十分緊密的關(guān)系，在越干旱的環(huán)境中，花朵的“靶心”就越大?？紤]到在植物中，黃酮醇苷的已知功能之一是調(diào)節(jié)蒸騰作用，它們的合成和積累有助于植物適應(yīng)干旱脅迫，研究人員比較了不同花朵的舌狀花脫水速率，結(jié)果顯示，那些具有較大“靶心”圖案的植株的花瓣的脫水速率遠(yuǎn)低于那些“靶心”較小圖案的植株。

這些結(jié)果說明，至少在向日葵中，花朵在紫外線下的隱秘圖案至少有兩種功能：提高花朵對傳粉者的吸引力，并通過保存水分幫助向日葵在干燥的環(huán)境中生存。