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花的颜色随时间摆动以改善授粉

振荡的颜色:放大的图像显示花瓣的橙色和粉红色交替。 (礼貌:H Tsukaya/CC-BY)

日本的研究人员发现了一种极为罕见的花朵颜色随时间变化的例子。 由 Nobomitsu Kawakubo 领导的团队在 岐阜大学, 表明这些转变与花朵生殖器官的周期性变化有关,这些器官的作用是引导授粉昆虫走向它们。

已知超过 450 种植物会改变花朵的颜色。 植物学家普遍认为,这些变化与每朵花的授粉条件有关,向昆虫发出最好的花蜜所在的信号。

绝大多数这些颜色变化是单向的,这意味着颜色一旦改变,就永远不会变回来。 然而在他们的研究中,川久保玲的团队发现了一种更为罕见的双向花的例子,它在两种颜色之间来回摆动。 命名的 粳稻,这种藤本植物原产于亚洲和澳大利亚的热带地区,通常被认为是一种杂草。

褪色为粉红色

在其振荡周期开始时,研究人员发现 粳稻 花盘是橙色的,但很快就会变成粉红色。 几个小时的日光照射后,花朵恢复橙色,如此循环。

通过他们的分析,研究人员发现这些变化与花朵中存在的类胡萝卜素色素水平密切相关。 类胡萝卜素以赋予胡萝卜独特的橙色色调而闻名,但它也负责在南瓜、龙虾和火山温泉周围的细菌等多种生物体中产生红色、橙色和黄色。

In 粳稻, 研究人员发现,当其花朵具有产生花粉的雄性生殖器官时,类胡萝卜素的含量有时会达到峰值。 这与花中花蜜分泌的增加大致一致,为昆虫授粉提供了最佳条件。

随着雄性器官枯萎并从花上脱落,其积累的类胡萝卜素分子降解,花变成粉红色。 然而,经过几个小时的日光照射后,花朵便发育出能受花粉的雌性生殖器官。 随着类胡萝卜素的再次积累,花朵从粉红色变成了橙色,并开始分泌更多的花蜜。 最终,这些器官枯萎,花朵变成粉红色,然后循环再次开始。

发现了这种振荡相变后,Kawakubo 及其同事现在的目标是更多地了解所涉及的生物学机制。 在哪里 粳稻 在日本曾被广泛认为是一种令人讨厌的东西,该团队希望他们对其非凡行为的发现能够激发人们对这种植物的新认识。 更好地了解其他花卉如何发生颜色变化也可能导致更好的技术来保护受威胁的植物物种。

该研究描述于 Scientific Reports.

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