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花看不見的顏色可以幫助確保授粉和生存

2022-04-24由 觀於三農 發表于 林業

昆蟲幼蟲蛻皮的皮是什麼

克萊姆森大學的一位科學家說,你看不到它,但花瓣中的不同物質為昆蟲授粉創造了“靶心”,他的研究揭示了花朵中的化學變化,這有助於它們對環境變化做出反應,包括氣候變化,這可能會威脅到他們的生存。

克萊姆森科學學院生物科學助理教授 Matthew H。 Koski 領導了一個研究小組,研究了

阿根廷

鵝掌(通常被稱為銀草屬玫瑰家族的成員)明亮的黃色花朵,以瞭解色素如何在僅在紫外線光譜中可見的花瓣中,在植物的可塑性中起著不可或缺的作用;

也就是說,它能夠快速響應不斷變化的環境。

該團隊還包括克萊姆森大學的研究人員 Lindsay M。 Finnell、Elizabeth Leonard 和 Nishanth Tharayil。

《進化

》雜誌

在其三月版的封面上刊登了這些發現。

研究人員研究了生長在科羅拉多州西南部不同海拔的銀草,以更好地瞭解植物花瓣中各種吸收紫外線的化學物質的作用,以及這些化學物質如何幫助授粉和繁殖。

科斯基解釋說,雖然人類看不到花瓣上的紫外線圖案,但它的許多傳粉者可以。

“我一直對[花朵的顏色變化]是如何產生的以及它是如何演變的以及是什麼因素推動了顏色變化的演變而著迷,”科斯基說,“所以我對思考我們如何感知顏色與生物體如何感知顏色產生了興趣。與花朵更頻繁地互動的植物會感知顏色。”

“昆蟲——例如傳粉者——在紫外線光譜中看到,”他繼續說。

“因此,反射或吸收紫外線波長的花朵(給傳粉者)提供了我們看不到的不同顏色的感知。我一直著迷於揭示這些紫外線訊號可能在授粉方面的功能。當我想關於紫外線吸收感興趣的特徵,它是生物化學。它是一種生化特徵,導致對紫外線吸收和反射的不同感知。

Koski 說,許多植物的花瓣底部都含有大量的紫外線吸收化學物質,而花瓣的尖端則含有更多的紫外線反射化學物質。

他說,這會產生一種整體的“靶心”效應,引導昆蟲尋找花粉。

該團隊希望更多地瞭解植物如何適應不同環境的生長——在這種情況下,海拔差異為 1000 米。

他們發現,不同海拔的花朵透過產生不同數量的紫外線阻擋或紫外線吸收化學物質來適應環境。

“與低海拔種群相比,在海拔較高的地方,花瓣上總是有更多的紫外線吸收化合物或更大的紫外線吸收空間區域,”科斯基說。

研究人員說,這證明了植物的可塑性,科斯基將其定義為在不同環境條件下,同一生物體中如何出現不同的特徵。

這是瞭解生物如何適應變化以適應變化的關鍵步驟。

“關於可塑性,重要的是,當我們考慮氣候變化和全球變化時,可塑性是一種機制,自然種群可以透過這種機制對不斷變化的氣候做出真正迅速的反應並在這些氣候下持續存在,”他說。

“隨著時間的推移,遺傳密碼發生變化的進化過程被認為比僅僅對環境變化做出塑膠反應要慢得多。”

科斯基說,這項研究提出的一個問題是塑膠對環境情況的反應是否具有適應性。

它們是否為有機體提供了任何優勢,或者它們是否會因環境而改變性狀的發展方式而不影響植物的適應性?

“這項研究發現的一件事是,紫外線色素沉著的塑膠變化有利於植物,尤其是高海拔植物,因為花瓣上紫外線吸收的增加導致花粉活力增加,”他解釋說。

Koski 繼續說,這項研究將幫助科學家更好地瞭解生物體如何應對環境變化,甚至預測某些生物體是否或如何能夠在快速的環境變化(例如全球氣候變化)中生存下來。

他說,這項研究對農業也很重要,因為在銀草中起作用的一些對紫外線敏感的色素也存在於芥菜和向日葵等經濟作物中。

“有趣的是,考慮紫外線或溫度等非生物因素是否正在改變這些性狀的表達,這將如何影響傳粉者看待花朵的方式,以及這將如何影響作物的產量和種子生產等因素。 ”科斯基說。

該團隊的研究甚至對於試圖將特定型別的傳粉者吸引到他們的植物中的家庭園丁來說可能很重要。

“我認為人們想到的一件事是種植各種顏色和形態各異的花朵,以吸引許多不同型別的傳粉者,比如一個對傳粉者友好的花園,”科斯基說。

“要考慮的一件事是,我們通常不知道傳粉者感知到的顏色的所有細節,以及這些顏色如何隨季節變化。僅僅因為事物可能看起來與我們非常相似,它們實際上可能非常不同的傳粉媒介,可能會吸引比我們預期的不同的傳粉媒介。”

花看不見的顏色可以幫助確保授粉和生存