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花朵改变颜色并恢复原色以宣传它们的开放时间

了解花朵颜色变化如何增强授粉策略,尤其是在翅荚蒾中,从而提高传粉者的访问量。

作者:Ed Yong
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许多生物,从变色龙到鱼类再到乌贼,都具有改变颜色的能力。但花朵呢?是的,超过 450 种花朵具有变形能力,会在一天内改变它们的颜色和位置。其目标与许多花朵的特性一样,是为了交流。第二种色调会告知传粉者,特定的花朵已经过访,不仅不需要花粉,而且几乎没有花蜜可以作为回报。访问者的注意力(以及它们携带的花粉)会被引导到更有需要花朵上。

豆科植物

翅荚蒾 (Desmodium setigerum)

是这些变色花中的一种。它的小花,直径只有一厘米,只开一天,最初呈淡紫色。当授粉的蜜蜂落在花朵上时,它们的重量会“触发”其中一片花瓣,并爆炸性地露出花朵的生殖器官。

在这些访问之后,花朵的顶端花瓣会向下垂,遮住花药和雄蕊,花瓣会从淡紫色变成白色和蓝绿色。整个过程不到两个小时。变成蓝绿色是自然老化过程,但蜜蜂的访问会大大加快这一过程。

但这种变化是双向的。来自圣安德鲁斯大学的Pat Willmer发现,如果翅荚蒾没有收到足够的访客花粉,它可以逆转其变形。就像店主翻转“CLOSED”牌子变成“OPEN”一样,这些花朵通过再次变为淡紫色来宣传自己重新营业了。这给了它们第二次被授粉的机会。

Willmer 在乌干达基巴莱国家公园花了两个月时间研究这种花,并注意到一些花朵设法逆转了它们的蓝绿色转变,要么恢复成淡紫色,要么变成更深的蓝绿色。在所有情况下,下垂的顶端花瓣都会抬起,再次露出柱头。

植物的柱头揭示了这些逆转的原因。所有花朵在蜜蜂访问后都会改变颜色并关闭,但那些收到花粉很少或没有收到花粉的花朵更有可能重新开放,而那些获得足够花粉的花朵则保持关闭状态。重新开放增加了它们实际获得足够花粉的机会,因为蜜蜂几乎只访问淡紫色花朵。

Willmer 认为,这种能够逆转颜色变化的能力在花朵中是独一无二的。其实现方式尚不清楚,但随着花粉管从花粉粒中萌发,植物会产生各种激素,可能触发正确的生化变化。在另一种花——Viola cornuta(角堇)中,激素乙烯和赤霉素可能会开启产生称为花青素的紫色色素的基因,从而使花朵的色调从白色变为紫色。如果没有花粉管生长,低激素水平可能会导致相反的变化。

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参考文献:Willmer, P., Stanley, D., Steijven, K., Matthews, I., & Nuttman, C. (2009). Bidirectional Flower Color and Shape Changes Allow a Second Opportunity for Pollination Current Biology, 19 (11), 919-923 DOI: 10.1016/j.cub.2009.03.070

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