花青素随pH值变化让花呈现不同颜色。
春暖花开。赤橙黄绿青蓝紫,鲜花以其丰富的色彩,令人感受到生命的无限魅力。那么大自然究竟是如何让这些花朵有了缤纷的色彩呢?
北京林业大学园林学院副教授罗乐说:“花色是植物长期进化的结果,是由基因决定的。鲜花花瓣细胞中含有花青素、类胡萝卜素、叶黄素等主要色素,在不同细胞液pH值下,这些色素会让花朵显示出不同的颜色。例如,如果花瓣细胞中的色素以花青素为主,那么花朵的颜色一般在红、紫、蓝3色之间变化;以叶黄素为主的一般呈现淡黄或黄色;以类胡萝卜素为主的则在黄、橘红色之间变化。”
科学家发现,在植物花朵含有的色素中,类胡萝卜素比较稳定,并不会对酸碱做出什么指示性反应,因此含类胡萝卜素多的花能够稳定显示出黄色与橙色。但花青素就很不稳定,自然界鲜花颜色丰富多彩与它的这一特性密切相关。
“花青素是形成鲜花色泽最主要的色素,它犹如一条变色龙,对酸碱度很敏感,只要酸碱度稍微变化,它的颜色即会随之改变。”罗乐说,“例如,在不同的细胞液pH值下,花青素的显色结果不同。在pH值呈酸性时,它会变成红色,酸性愈强,颜色愈红;在pH值为中性时,它呈现紫色;在pH值呈碱性时,它会变成蓝色,碱性较强时,则变成蓝黑色。”
“此外,有些植物的花青素在不同光照、温度、土壤等环境下也会呈现出不同程度的反应和变化。这就导致了有些花的颜色会一日三变,如牵牛花的花瓣在清晨是粉红色,之后会变成紫红色,最后变成蓝色。”罗乐说。
自然界中的花以白色居多,其次是黄、红、蓝、紫、橙,少见的是绿色,几乎没有黑色,这是为什么呢?罗乐说:“如果花朵不含有任何色素,花瓣会呈自然白色,这是由于花瓣中的微小气泡会把光线全部反射形成的。而黑色能吸收光波,黑色的花易受光波照射的伤害,因而被自然界逐渐淘汰。这是大自然在生物进化过程中选择的结果。”
记得有一首歌中问道:花儿为什么这样红?其实我们也想问问除了扮靓世界,花朵缤纷的色彩还有其他的意义吗?
“通俗地说,为了活下去,繁衍后代。”罗乐一言蔽之,接着他解释道,“花是植物繁衍后代的一个特殊器官,花的颜色是引导昆虫、鸟类甚至一些动物的标志之一。从科学意义上来说,植物花的颜色是其与授粉动物之间极为重要的信息媒介之一。”
由于植物扎根大地无法移动,因此它们“想”了很多办法借助蜜蜂、蝴蝶等昆虫来帮自己授粉。
一朵花生成某种颜色,往往与能感觉到这种颜色信号的昆虫有关。例如,蜜蜂、黄蜂偏爱粉红色、紫色和蓝色;蝇类和甲虫喜欢暗黄色;夜间活动的蛾类对白色敏感;蝴蝶识别红色的本领最高,在热带、亚热带,开大红花的植物种类较多。
有趣的是,由于视觉光谱不同,昆虫眼中的花朵与人类眼中的花朵完全不同。据《每日邮报》报道,包括蜜蜂在内的许多昆虫能接收的光谱范围都比人类要广,紫外光是它们能辨别的光线之一,在紫外光下,花粉、花蜜所在的部位往往格外耀眼或者颜色更深,能吸引昆虫找到正确的位置,进行采蜜传粉。
比如,生长在河畔沙地上的月见草在人看来完全是黄色,而在昆虫眼中它的中心部位却格外艳丽;同样,蜜蜂看到的蒲公英,其中心与周边也有明显的色彩差异;俗称“白头翁”的银莲花在昆虫眼中是一片蓝色,而中心的黄色花蕊则会呈现暗黑色;原本蓝紫花瓣、黄色花蕊的藏红花在紫外光下会分出鲜明的三个色区,中间的花蕊部分呈现出很深的红褐色。
同类昆虫对不同颜色的感知也存在区别,它们通过各自的感知办法,认识自己喜欢的花朵,在采蜜的同时帮助花朵传粉,完成大自然中的物种协同进化过程。而通过对不同花色的感知和偏爱,不同种类的昆虫也会避免对同一种植物花蜜的竞争,这也被称为不同物种“生态位的分离”,从而使得各种生物都能够较好地生存下来。
□华凌
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