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传粉媒介如何影响掌叶银莲花的花色多样性

来源：花匠小妙招时间：2025-01-13 11:06

花朵是大自然的奇迹之一，其美丽和令人印象深刻的色彩多样性让我们着迷。花朵的颜色取决于它们如何反射光线和吸收色素。然而，色彩的美学背后隐藏着复杂的生物学关系。除了让我们赏心悦目之外，花色在与传粉者的互动中也发挥着至关重要的作用，作为吸引不同类型昆虫（如蜜蜂和苍蝇）的视觉信号。

这些视觉偏好对于授粉至关重要，因为各种昆虫都会被特定的颜色吸引，从而影响花朵颜色的演变。例如，蜜蜂——它们有三色视觉系统–喜欢带有紫外线图案的蓝色花朵，而苍蝇则喜欢四色视觉，常常被黄色的花朵所吸引。

虽然植物物种间的颜色变化很常见，但同一物种内的颜色变化却很少见。这种现象被称为多态性，可以在以下物种中观察到：掌状海葵这是一种原产于地中海的植物，通常开黄色花朵，但也可以开白色花朵。

两种类型的花掌叶银莲花。左侧为一株开黄色花朵的银莲花（照片由莱斯·范龙佩）。右侧是一朵白色花朵的个体（摄影：哈维尔·马丁).

这些颜色变化提供了一个独特的机会来观察进化的过程，观察它如何直接影响授粉过程，以及如何塑造植物与授粉者之间的相互作用。考虑到这一点，南希·罗德里格斯-卡斯塔涅达她的团队探索黄色和白色花朵形态的区别掌状海葵以及这些颜色如何影响对传粉者的吸引力。他们利用了 iNaturalist – 一个社交网络，人们可以在其中分享他们所遇到的生物多样性的观察结果和照片 – 绘制这些花卉种群的分布图，并在西地中海进行实地观察，探索这些花卉如何变化以及如何影响它们与传粉媒介的相互作用。

研究表明，掌状海葵在研究区域内，黄色花朵广泛分布，而白色花朵只在葡萄牙和西班牙西南部的特定地区发现。黄色花朵占主导地位可以归因于自然选择，因为作者发现白色花朵的繁殖潜力较低，吸引的传粉者也比黄色花朵少。这表明，在授粉对繁殖至关重要的环境中，黄色花朵更受青睐，从而增加了它们在种群中出现的频率。

Rodríguez-Castañeda 和她的团队还发现，黄色的花朵吸引了更多的传粉昆虫，特别是蜜蜂和食蚜蝇，因为它们紫外线反射“靶心”图案黄色花朵的紫外线反射图案使它们更显眼，对寻找花蜜和花粉的传粉者更有吸引力。相比之下，白色花朵吸引的传粉者较少，大多是非食蚜蝇。虽然白色花朵由于黄色花心和白色萼片之间的差异而呈现出较高的色彩对比度，但它们的紫外线吸收模式对一些传粉者来说吸引力较小。吸引力的差异直接影响了白花的访问率，因此可以解释植物的访问率、授粉事件和繁殖成功的差异。

黄色（上）和白色（下）的花朵掌状海葵在可见光（左）和紫外线（右）下。黄色花朵反射紫外线，因此在紫外线下看起来很明亮。相反，白色花朵吸收紫外线，因此在紫外线下显得暗淡无光。照片来自卡斯塔涅达-罗德里格斯 et al. (2024).

最后，他们观察到，黄花植物的繁殖成功率高于白花植物，黄花产生的种子更多。这是因为黄花的授粉和受精率高于白花。这一发现表明，黄变种比白变种具有繁殖优势，白变种在种子生产方面面临约 40% 的劣势。虽然白花由于植物的多年生特性可以持续存在，但其较低的适应性可能最终导致其稀有。

这项研究为颜色多态性提供了有趣的见解掌状海葵，其中具有紫外线反射图案的黄色花朵与吸收紫外线的白色花朵形成对比。这项研究强调了传粉者（尤其是蜜蜂和食蚜蝇）如何通过偏爱黄色花朵在维持这两种花型方面发挥着至关重要的作用。同时，克隆繁殖有助于维持白色变体，尽管其繁殖适应性较低。了解传粉者偏好和花卉特征之间的平衡可以更深入地了解植物如何在不同的生态系统中适应和生存。这些发现可能对研究传粉者行为、植物多样性和保护工作具有更广泛的影响，特别是在环境条件和传粉者种群发生变化的情况下。

阅读文章

Rodríguez‐Castañeda, NL, Buide, ML, Arista, M., Narbona, E., & Ortiz, PL (2024). 传粉者对黄色紫外线图案与白色紫外线无图案花朵二态性的反应掌状海葵. 植物生物学。 https://doi.org/10.1111/plb.13702

Victor HD Silva 是一位生物学家，他对植物与传粉媒介之间相互作用的形成过程充满热情。他目前专注于了解植物与传粉媒介之间的相互作用如何受到城市化的影响，以及如何使城市绿地更适合传粉媒介。如需了解更多信息，请在 ResearchGate 上关注他维克多·HD·席尔瓦.