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花儿的彩色梦想

已有 5929 次阅读 2012-4-11 13:54 |个人分类:草木也知情|系统分类:科普集锦| 变色

红色——苏丹凤仙花Impatiens wallerana.jpg

紫色——单色蝴蝶草Torenia concolor1.jpg

蓝色——鸭趾草

黑褐色——老虎须

生命世界,由于“姹紫嫣红开遍”而显得格外生动,然而,花儿的万般色彩库中又何止“姹紫”或“嫣红”呢?

油菜花开满地金,鹁鸪声里又春深”,百合花学染淡黄萱草色,几枝带露立风斜”,迎春花“金英翠萼带春寒,黄色花中有几般!”盛夏,在那“接天莲叶无穷碧”的衬托下,“映日荷花别样红”;更为奇妙的是芙蓉花清晨初开时为白色或粉红色,后逐渐变为深红,傍晚时变为紫红色,自古便有“晓妆如玉暮如霞”之美誉。另据南宋《种艺必用》一书记载:古代邛州还有一种弄色木芙蓉,一日白,二日鹅黄,三日浅红,四日深红,至落呈微紫色,人称文官花。芙蓉花一般是朝开暮谢,邛州弄色木芙蓉却花开数日,逐日变色,实为罕见。此记载是否确切,目前尚无实证。但是,花会变色,却是一种常见的现象。而且,会变色的花还不止一种,早在1995年,MARTHA R. WEISS在《 American Journal of Botany 杂志曾报道,有77个植物大家族(科)的花具有变色的现象,常见的如杏花、八仙花、海桐花,以及有的报春花,在开放的不同阶段、不同气温下都会变色。还有一种叫使君子的花,它在夏秋两季的黄昏时开花,也会变色,初开时为白色、次日清晨变成粉红色,到了傍晚变成红色,三天后变成紫红色。

花儿,是植物最奢侈、最闪亮的冠冕。植物费尽心思展示着形形色色的花(一般来说,昆虫或鸟来传粉的花通常都有鲜艳的颜色,靠风传媒的花通常花瓣很小甚至没有,玉米花就没有花瓣,是为了让人“善心悦目”?抑或是为了装扮寂寞的春天?事实上,作为一种生命形式,花儿最本质的使命不过“繁殖”二字。

到了恋爱的季节,花儿们竞相着盛装,破费周折地为虫媒婆婆铺好了着陆的“红地毯”,还精心准备了丰厚的礼品——花蜜,以期虫媒婆婆能为他们捎去或带来爱的信物——花粉。花儿们深谙虫媒婆婆的喜好,也常常投其所好:蜜蜂比较偏爱蓝色或黄色,蜂类外出活动早,于是传授花粉的花儿多选择蓝色或黄色“礼服”,早早开放;蝴蝶约在上午10时出来活动,蝶媒花就在这时候开花;蛾子偏好白色,夜间活动,那些靠蛾子传粉的植物则在晚上开花,花瓣都为白色,并带有浓郁的香味,生怕蛾子迷失了方向更有甚者,有些花儿“嫌弃”一生一色太单调,便开始做起彩色的梦——采取变色的“换装”策略,不断“诱惑”着虫媒婆婆们的关注。

那么,花儿究竟是如何实现它们的彩色梦想呢?

原来植物体内普遍存在类黄酮家族——我们所熟知的花青素(植物花色变化的主要色素)便是类黄酮中的一种,它们结构简单, 以氨基酸甲丙氨酸为基础,通过酶的一系列活动,甲丙氨酸转化为香豆酸,香豆酸又依次形成合成初级类黄酮的初级粒子—— 黄色柚配质(查耳酮)。这种基本结构的许多奇妙变化使花产生出从淡黄色到深紫色各种不同的颜色。而每一这种转化都决定于一种具体的酶,因而牵涉到大量基因。例如利用喇叭花、玉米和金鱼草属进行的经典实验已经表明,至少35种基因在花的颜色的形成过程中发挥作用。

一朵花最终会采取什么颜色,不仅决定于各种类黄酮的混合状态,而且决定于植物液泡(植物细胞内一种膜状结构,通常含有很多色素)pH ,例如花翠素颜色就随着液泡pH的升高不断变蓝。有时,各种“颜料”互相粘在一起,达也会使花的颜色发生变换。另外,生理学的科学研究表明,花的颜色的合成既决定于如光和温度等外部因素,又决定于如激素平衡等内部因素。也就是说,一朵花为了实现它的彩色梦想,是需要“天时、地利、和”,需要经历一番进化的曲折历程的。

或许,通往梦想的道路并不平坦,可花儿们依然执着于编制它们彩色之梦,因为它们相信,彩色或多变的色彩会吸引虫媒婆婆更多的光顾,这样,它们就有更多的传粉机会,这也就意味着它们将拥有更多的后代;对于那些已经接受花粉馈赠的花儿们而言,色彩的改变至少可以提醒那些虫媒婆婆:此花已有主,请勿再做媒——结果也就避免了花粉的不必要浪费。

   

主要参考文献:

David, F. G. 1989. Floral Color Change in Lupinus Argenteus (Fabaceae):Why should Plants Advertise the Location of Unrewarding Flowers to Pollinators? Evolution 43(4):870-88 1. 

Martha,R.W.1995.Floral Color Change:a Widespread Functional Convergence.

American Journal of Botany 82(2): 167-185.  

Francesca,Q., John, W., Karel, W., Erik, S., Nick de V., Joseph M.,and KRonald. 1999.Molecular Analysis of the anthocyanin2 Gene of Petuniaand Its Role in the Evolution of Flower Color.The Plant Cell 11:1433–1444.

变色的王莲——开始是白色

变色的王莲——第二天就变成了紫色

黄色——蟛蜞菊



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