1793年,德国植物学家Christian Konrad Sprengel首次提出,花朵的颜色并非为了取悦人类的感官,而是为了取悦蜜蜂和其他昆虫。他观察到,当昆虫在不同的花朵中吸食花蜜时,它们会将花粉从一株植物的雄蕊(雄性部分)传送到另一株植物的雌蕊(雌性部分),从而帮助植物繁殖。他推断,为了吸引授粉昆虫,花朵必须使用颜色信号来宣传它们的花蜜。后来,当研究人员发现蜜蜂的色觉敏感度恰好与花朵的颜色显示相匹配时,另一个推断似乎显而易见:约1亿年前开花植物(被子植物)的出现,很可能塑造了蜜蜂的色觉演化,蜜蜂是一个适应了利用这一新食物来源的成熟群体。
如今,纽约州立大学石溪分校的生物学家Lars Chittka使用一种新颖的研究方法,颠覆了这一长期以来的观念。他说,是花朵适应了蜜蜂的视觉光谱,而不是反过来。
Chittka解释说,这个想法很简单。为了了解花朵颜色是否影响蜜蜂感光细胞[眼睛中有感知颜色的细胞]的调整,我们需要研究在被子植物出现之前,蜜蜂的祖先是否拥有不同的一组感光细胞。当然,Chittka承认,没有直接的方法来证明它们过去拥有什么样的感光细胞——化石记录中并没有这类信息。但是,他说,有一种间接的方法。通过研究蜜蜂与现存的近亲物种共有的性状(例如感光细胞的类型),可以推断出它们共同祖先所拥有的性状信息。
Chittka研究了节肢动物(包括昆虫、蜘蛛和甲壳类动物,它们都在花朵出现之前就已经演化)的色觉。特别是,他收集了关于这些不同生物感光细胞中发现的光敏色素的可用数据。这类色素在特定窄波长范围内吸收光的能力最强,对其他波长的敏感度则会下降。因此,绿色感光细胞能感知绿色以外的色调,但在其峰值区域对绿色尤为敏感。大脑整合不同感光细胞的范围,以识别数百种颜色。
Chittka随后将现存节肢动物的感光色素范围绘制在该类群的进化树上,这是前所未有的。结果令人震惊:尽管饮食和栖息地各不相同,几乎所有的节肢动物都拥有对光线敏感的感光色素,其范围与蜜蜂相似——紫外线、蓝色和绿色。事实上,Chittka将这种普遍性追溯到进化树的底部,在那里,古代的螯肢动物——蜘蛛、蝎子和鲎的祖先(它们只有绿色和紫外线感光细胞)——在5亿多年前就与拥有全部三种感光色素的甲壳类和昆虫分道扬镳了。
Chittka认为,其含义非常清晰:蜜蜂的祖先——以及显然许多其他古代节肢动物——在第一朵花绽放前4亿年就具备了感知花朵颜色的能力。他说,蜜蜂视觉敏锐度与花朵颜色之间的精确匹配,很可能是因为花朵适应了传粉者的视觉,而不是像过去所假设的那样,蜜蜂的光谱调整以适应花朵。
如果花朵不是触发蜜蜂色觉演化的原因,那么真正的原因是什么呢?Chittka认为,专门的觅食习惯可能与此无关,因为它们很可能被许多占据不同生态位的节肢动物所共享。相反,Chittka推测,色觉可能是一种对非常基本环境条件的普遍反应。他提到一种观点是,绿色感光细胞与自然栖息地中最常见的背景相匹配:绿色的叶子。同样,看到蓝色和紫外线的能力可能帮助早期节肢动物在没有花朵的景观中穿梭时,在蓝色的天空背景下区分捕食者——或猎物——。














