[科普中國]-被子植物：我就是要開最多彩的花，傳最高效的粉！

自然界被子植物的花多彩多樣，有紅橙黃綠青藍紫及各種漸變狀態(tài)的顏色，幾乎覆蓋了人類視覺的全部色系。

圖1 被子植物多姿多彩的花色

據(jù)不完全推測，自然界花色最多的前4種可能為白色、黃色、藍色和紅色，黑色花最少。關(guān)于自然界被子植物的花色占比還沒有完全定論的原因，大概有以下幾個方面：有些花顏色漸變難以鑒定，有些植物的花擁有多種顏色，同一種花有不同顏色搭配，有些花會變色等。

圖2 同一種植物可能有不同的花色（蓮 Nelumbo nucifera）

圖3 同一朵花有不同的顏色搭配（左，爆米花慈姑 Sagittaria montevidensis 花基部具有紫色斑塊；中，粉魅力洋水仙 Narcissus pseudo-narcissus 'Pink Charm' 副花冠橘紅色；右，郁金香屬 Tulipa sp. 雄蕊黑色）。

對，你沒有看錯，有些植物的花是會發(fā)生顏色變化的。比如紅花（Carthamus tinctorius）開花早期為黃色，末期就變成了紅色。

今天，就讓我們一起來了解一下自然界關(guān)于花色變化的那些事兒。

圖4 紅花（Carthamus tinctorius） 的花在不同花期發(fā)生花色變化，隨著花期往后，花色逐漸加深。

變色的那些花兒們，都先從何變起？

據(jù)研究表明，被子植物中花色隨花期變化的現(xiàn)象存在于33目，78個科，253個屬，約393種。一般來說，花顏色變化可由淺漸深（如忍冬科的一些植物），也可由深漸淺，不過自然界中前者的情況比較普遍。

圖5 金銀忍冬（Lonicera maackii），初期花白色，隨后逐漸變成黃色。白色箭頭新花，紅色箭頭老花（下同）。

圖6 錦帶花 （Weigela florida）隨著花期往后，花色逐漸變深。

圖7鴛鴦茉莉 （Brunfelsia brasiliensis）的花由藍紫色漸變成白色。第1天初開為藍紫色，2-4天逐漸變化為雪青色，第4-5天變?yōu)榘咨?/p>

花色變化既可以出現(xiàn)在整朵花，也可以出現(xiàn)在某些局部位置，主要出現(xiàn)在４個部位：花萼、花冠、雄蕊、雌蕊，而視覺效果最明顯的部位則是花萼及花冠。

圖8 馬纓丹（Lantana camara），初開為黃色，第2天開始變?yōu)榧t色并逐漸加深顏色。

圖9 結(jié)香（Edgeworthia chrysantha），初開為黃色，后逐漸變?yōu)榘咨?/p>

是誰在幕后操控花兒變色？

花色變化的生理機制有很多種，主要的生理基礎(chǔ)為花色素的變化，包括色素種類和含量變化。主要涉及的色素有類胡蘿卜素、黃酮類化合物（如花青素）、甜菜紅堿、葉綠素和生物堿等。

圖10 類胡蘿卜素結(jié)構(gòu)，可使花朵形成黃色、橙紅色或紅色。

圖11 葉綠素結(jié)構(gòu)，是綠色的主要色素，也是生成花青素的前體。

圖12 小檗堿及木蘭花堿結(jié)構(gòu)，可使花朵顯示為黃色。

pH或者環(huán)境因素（如光照、溫度和水分等）變化會通過刺激花內(nèi)色素發(fā)生變化，進而改變花的顏色。比如，pH變化導(dǎo)致紫羅蘭、牽牛花、月季、紫甘藍等花內(nèi)花青素變化而形成顏色變化，酸性環(huán)境偏紅，中性環(huán)境偏紫，堿性環(huán)境偏藍。

圖13 花青素在不同pH環(huán)境下的物質(zhì)轉(zhuǎn)變形式。

花兒為什么要變色？

一般認為，植物展現(xiàn)多姿多彩的顏色主要目的是在視覺上吸引傳粉動物靠近，從而為其完成傳粉過程。而在花朵變色過程中，末期花的顏色可能完全不同于早期花或者正盛開的花，那這種變色可以給植物帶來哪些好處呢？

科學(xué)家們經(jīng)過長期研究提出了很多解釋，大致可概括為如下兩個方面：

1）增大整個花序或者居群的花展示面積以提升遠距離吸引能力，比如尖果馬先蒿（Pedicularis oxycarpa）的變色老花可以增加居群的總體來訪熊蜂數(shù)量；

圖14 尖果馬先蒿 （Pedicularis oxycarpa），基部紫色花為老花，頂部白色花為新花。

2）近距離指示作用，當傳粉者被遠距離吸引過來之后，變色花則給傳粉者傳達本花已為過期老花、報酬有限的信息，使其更多地去訪問新花。一方面可以提高傳粉者的覓食效率，同時也就增加植物本身的被傳粉效率，另一方面老花上的柱頭也可以減少被干擾的概率，以便于已授粉的花粉管生長。當然，關(guān)于花變色的更多奧秘有待于更多研究來發(fā)現(xiàn)。

自然界中變化萬千的花色吸引了各種奇妙的昆蟲、動物為之駐足，它們或欣賞、或采食，創(chuàng)造了大自然鬼斧神工的奇觀和曼妙的生命協(xié)奏曲，共同鑄就生態(tài)的繁榮。

（本文圖片來源于作者）

參考文獻：

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