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花朵為什么會變色?

秦彧發表于2018年07月11日20:21:30 | 植物知識 | 標簽(tags):花朵 變色 顏色

千姿百態的鮮花是顯花植物們傳宗接代的必要器官,更是大自然最美麗精妙的造物之一。花朵的形態常常奇特到超乎我們的想象,色彩也幾乎涵蓋了人類視力所及的全部色譜。不少種類植物的每一朵花,乃至每一片花瓣都呈現出斑斕的色彩,三色堇、花格貝母等都是其中有趣的代表。

還有一些植物的開花本領更加出色,在同一植株上就能開出幾種顏色各異的花朵來。雌雄同株的木通擁有獨立的雄花與雌花,紫色的雌花大而鮮艷,小小的雄花卻是淺黃綠色的。除了大自然的奇妙演化之外,通過雜交、嫁接或其他一些選育手段,一些并不罕見的園林花卉也能在一棵植物上開出不同色彩的花朵,其中雙色桃花、多彩紫茉莉都是園圃中的常客。

金銀花

金銀花

那么,花朵們還有更加神奇的色彩表現嗎?答案是肯定的。一些鮮花像學會了川劇中的變臉絕活,開放之后居然還能不斷變幻色彩!土生土長的金銀花是一種著名的藥用植物,它同時還是一位著名的變臉小能手。金銀花那伸著長“舌頭”的喇叭狀花朵在綻放之時潔白如雪,一兩天后會變成華麗的金黃色。香氣四溢的金銀花總是成雙成對地兩兩簇生,它的花朵因此常常呈現出黃白分明的奇妙景象,前人給它取的名字實在是太傳神了。

比起僅能改變一次花色的金銀花來,木芙蓉花的變臉功夫明顯更勝一籌。清晨初放之時,木芙蓉花有著淡雅的粉白或粉紅色的笑臉。到了炎熱的中午,盛開的木芙蓉花像羞紅了臉,漸漸呈現出嬌嫩的朱紅色。暮色沉沉之際,朝開暮謝的木芙蓉很快就會凋零,花色變成了更加濃郁的紫紅。一日之內,花色三變,木芙蓉花因此有了“三醉芙蓉”的美稱,古人也稱贊它是“曉妝如玉,暮如霞”。

木芙蓉花

木芙蓉花

原產熱帶美洲的鴛鴦茉莉的變臉本領與木芙蓉花不相上下,風格卻與截然不同。剛剛盛開的時候,鴛鴦茉莉有著高貴神秘的藍紫色面容。隨著時間的流逝,花瓣的色彩越來越淡,從淺紫、粉藍直至最終幻化成清新的白色。美麗的藍白花朵叢生在一起,襲人的香氣又神似茉莉花,它因此有了如此浪漫動聽的芳名。鴛鴦茉莉的英文別名直譯出來就是“昨天、今天與明天”,十分貼切地描述了它那善變的花色。

其實,開放之后會變色的花朵種類還有很多。南方綠地中常見的五色梅、醉蝶花的變臉功夫都很了得,就連棉花這種人們司空見慣的農作物,它的花色在綻放、盛開到凋謝的過程中也會不斷變化。

鴛鴦茉莉

鴛鴦茉莉

花朵們肯定沒有機會參加魔法學校的進修班,它們如此高超的變臉本領到底是怎么回事呢?這一切要從花朵為什么具有顏色說起。如果體內不含有色素,或者由于某些原因,色素沒有發揮作用,花朵們只能呈現出純潔的白色。它們萬紫千紅的美麗容顏完全要歸功于花朵中的植物色素。

植物的黃色與橙色系通常是類胡蘿卜素的功勞,紅、藍、紫等色彩則主要靠以花青素為代表的類黃酮色素來描繪。石竹目植物比較特別,它們的黃色或紅色主要源于甜菜紅堿。至于花朵中的綠色和莖葉中的翠綠色,一樣來自葉綠素。需要注意的是,以上這些植物色素的名稱全都是一類化學物質的統稱,比如花青素就是一個大家族,廣泛存在于眾多植物的大多數器官之中。不同種類植物體內的花青素,不論是分子結構,還是呈現的顏色,都不相同。

醉蝶花

醉蝶花

植物體內的天然色素都是一群個性活潑的家伙,環境中的溫度、酸堿度以及微量元素的含量等因素稍有差異,即使是同一種色素也會顯現出不同的顏色。花朵與果實中最常見的花青素類色素,在偏堿性的植物體內通常呈現濃郁的藍紫色,在酸性條件下卻會變臉為漂亮的紅色。

不過這種情況并不絕對,飛燕草色素也是一種花青素,但顏色卻和植物體內的鋁離子濃度高度相關,鋁粒子濃度高的時候呈現艷麗的藍色,反之就是粉紅或鮮紅色的。不少品種的繡球花色決定于花萼中的飛燕草色素,酸性土壤中的鋁離子活性通常比較高,因而可以培育出魅惑的藍色繡球花。僅僅一個花青素家族,就能在紅、藍、紫、黑等顏色之間玩出諸多花樣。如果一朵鮮花上有多種色素的同時出演,不同色素之間復雜的競爭與合作關系,會使得花朵們的色彩魔術更加變幻無窮。

一旦體內植物色素的顏色或濃度發生變化,俏麗的花朵們就會自然而然地來個大變臉。在鴛鴦茉莉的花朵剛剛開放的時候,花瓣中的花青素濃度比較高,花朵的藍紫色也顯得格外深沉。隨著花青素慢慢被鴛鴦茉莉花朵的母體分解與回收,花朵的顏色隨之越來越淡,最后幾乎變成了純白色。木芙蓉花的變色不僅與花青素的濃度有關,同時還受到氣溫以及植物體內酸度的影響。花朵們的變臉把戲,歸根結底是植物色素的濃度與色彩發生變化的結果。這些善于變臉的花們當然也有過人之處,那就是它們能夠自主掌握“改變色彩”的權利,而不像繡球花等植物只是被動地接受環境影響。

如此煞費苦心地變化顏色,這些古靈精怪般的花朵們到底圖個啥呢?在研究鴛鴦茉莉的過程中,生物學家們發現盛開的藍色花朵對授粉昆蟲的吸引力更大,即將枯萎的白色花朵卻門可羅雀。通過花色的顯著變化,配合不同時期花蜜供應的多少,昆蟲們慢慢就會記住什么顏色的鴛鴦茉莉花朵會提供更加慷慨的饋贈。利用自己的變臉絕活,不動聲色的鴛鴦茉莉得以與一眾小“客人”建立起高效的互動機制,巧妙地指揮與引導昆蟲們直奔需要授粉的新開花朵。

由此可見,花朵們這類奇妙的變臉行為,有助于減少它們吸引授粉昆蟲的花蜜消耗,同時還能提高昆蟲們的授粉效率,是一種節約雙方資源的雙贏策略。為了成功地繁衍下去,一眾花朵們居然“琢磨”出變臉這種高“智商”的誘導戰術,還真是用心良苦啊!

為了能夠繁衍出一個興旺的家族,成功實現授粉是絕大多數顯花植物的頭等大事。為了完成傳宗接代的大業,植物們在“開花授粉”這件事上的謀略簡直數不勝數,神奇的變臉絕招與這些高招相比簡直有點不夠看。

紫花地丁

紫花地丁

嬌艷的紫花地丁總是在早春那略顯荒蕪的田野中搶先盛開,好在第一時間吸引饑腸轆轆的昆蟲們。這時候的紫花地丁采用異花授粉策略,以期通過“非近親繁殖”養育更有活力的種子。紫花地丁會把香甜的花蜜深藏于長長的花距中,并在花瓣上生出醒目的蜜導斑紋,為昆蟲們指明方向。想要嘗到甜頭,訪客就必須盡職盡責地為紫花地丁完成授粉工作。在草木繁茂的夏秋季節,矮小的紫花地丁很難獲得蜂蝶的注目。這時的它會長出幾乎沒有花瓣的閉鎖花,不用開放就可以完成自花授粉。這樣結出的種子的體質要差一些,但總比失去繁殖機會要強得多,也最大限度地節約了寶貴的營養。

與自力更生的紫花地丁相比,角蜂眉蘭的戰術更加狡詐。它的花朵酷似一只迎風起舞的雌性角蜂,還不斷釋放出與雌角蜂性外激素幾乎一般無二的化學氣味。忙著尋找配偶的雄角蜂們,常常會欣喜若狂地猛撲過來,在魅惑的花朵上面大肆輕薄。雄角蜂一次次盲目的求愛與徒勞無功的的行為,無意中卻幫助角蜂眉蘭完成了花粉的傳播。完成了授粉大業的角蜂眉蘭花朵會很快停止散發性感的氣息,以防繼續受到雄角蜂的騷擾。

角蜂眉蘭

角蜂眉蘭

角蜂眉蘭的花朵已經高度特化,只能依靠對雄角蜂的情感欺騙完成授粉。采用這種策略使得角蜂眉蘭節省了用于生產花蜜的寶貴營養,而且可以把花粉精準傳播到其他眉蘭的花朵上,絕不會出現投遞錯誤的問題。然而,對授粉者的挑剔也存在著嚴重的問題,那就是一旦角蜂在某地消失,角蜂眉蘭家族也會隨之消失。

鴛鴦茉莉、木芙蓉這些植物的變臉策略或許效率相對較低,卻因為對授粉昆蟲的開放性選擇而具備更好的適應性。角蜂眉蘭的無節操行為與一眾花朵們的變臉戲法,都是為適應生態環境而做出的演化選擇。雖然兩類“授粉、吸引”戰術看起來大相徑庭,但是都能更加高效地吸引昆蟲來完成異花授粉,并不存在孰優孰劣的問題。

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