气候和授粉媒介如何塑造巴西山地生态系统的色彩
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气候和授粉媒介如何塑造巴西山地生态系统的色彩

通过蜜蜂和蜂鸟的视角观察花朵,研究人员揭示了为什么岩生草原从山脚到山顶都色彩斑斓。

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想象一下,在一个阳光明媚的日子里,你站在一片开阔的田野上。清爽的微风拂过你的脸庞,四周壮丽的山峦映衬着一片黄、红、粉、白相间的花海。多么美丽的景色啊!但是,你有没有想过,为什么花朵会“选择”是黄色、粉色或红色呢?

如果你曾经徒步穿越过巴西的 坎波斯鲁佩斯特如果你见过那些迷人的山顶景观,它们生长在浅薄的沙质土壤上,四周环绕着岩石峭壁,那么你可能已经注意到那里盛开着数量惊人的彩色花朵。

在自然界中,花朵的颜色并非偶然形成。它就像一块巨大的发光LED面板,旨在吸引至关重要的物种:授粉昆虫。同时,这些颜色也来源于保护植物免受环境挑战(例如强烈的阳光和高海拔的严寒)的色素。

但是,是植物主宰了生态系统的色彩,还是另有其他因素?为了了解究竟是什么驱动着这个生态系统的色彩,是动物还是气候,我们需要…… 巴西和西班牙研究人员进行的一项研究调查了179种植物。 在巴西东南部米纳斯吉拉斯州的塞拉杜西波山脉,一个古老且高度多样化的山地生态系统,海拔高度从 808 米到 1,400 米以上不等。

研究中的花卉实例 坎波鲁佩斯特(A)蜜蜂授粉的花 线纹杯花 带有花序引导线(花瓣上的深粉色线条),(B)蜜蜂授粉的花朵 粗叶黄眼鱼 带有紫外线图案(紫外线照片细节)。(C)蜜蜂授粉的花朵 多形里希特拉戈(D)花朵 无柄魔芋 (E)绿色的花朵 大盾哈本纳草 两者均由蜜蜂和蜂鸟以外的传粉媒介授粉;(F)蜂鸟授粉的花朵 密花鳀. (G) 由蜜蜂授粉的花 白花维洛齐亚 具有花粉/花药拟态(黄色紫外线吸收柱头)。(H)蜜蜂授粉的花朵 乔利亚纳(I)蜜蜂授粉的花 坎贝西德西亚半十蕊. 图片来自 卡马戈 et al. (2026) (CC BY 4.0的)

为了实现这一目标,他们利用专门的设备和数学模型,以蜜蜂和蜂鸟的视角来观察花朵。毕竟,它们的视觉与我们截然不同;例如,蜜蜂可以看到紫外线,而紫外线对我们来说是完全不可见的。

这项研究证实了颜色与传粉昆虫之间存在着密切联系。蜜蜂是最常见的传粉昆虫,它们偏爱粉色、黄色和白色的花朵,因为在它们的视觉系统中,这些花朵会呈现出蓝色和绿色的光芒。许多这类花朵都具有花导或“蜜导”,它们就像闪烁的跑道一样,指引着蜜源的位置。与此同时,蜂鸟则被红色的花朵所吸引,红色与绿叶的对比对它们来说恰到好处。

在寒冷国家的山区,例如温带地区的山区,山顶通常是环境恶劣的地方,随着海拔升高,花朵的色彩种类急剧减少。很少有昆虫能在山顶生存,最终花朵看起来几乎都一​​样。然而,巴西 坎波鲁佩斯特 打破了这个规律!研究人员发现,从山脚到山顶,色彩多样性仍然很高。

毛叶巴尔巴塞尼亚巴西的一种由蜂鸟授粉的花 坎波斯鲁佩斯特照片由 Helberth Peixoto 拍摄(iNaturalist,CC BY-NC 4.0).

即使土壤类型和海拔高度发生变化,植物依然会为了吸引授粉昆虫而展开激烈的竞争。它们的色彩搭配巧妙地适应了当地的环境:在沙质土壤较多的地区,黄色花朵更受欢迎,因为它们与沙子形成了鲜明的对比。在更潮湿的地区,花朵会呈现出更浓郁的色彩;而在山顶,花朵会增强亮度并反射紫外线,这样既能确保蜜蜂能够找到它们,又能保护其内部结构免受太阳辐射的伤害。

但归根结底,究竟是谁主宰着色彩:植物、气候还是授粉媒介?

这项研究表明,在远古的热带山脉中,生物相互作用——尤其是动物——才是真正的艺术大师。由于山地气候不会达到极寒水平,蜜蜂和蜂鸟在任何海拔高度都能辛勤劳作。正是由于环境没有严酷的温度屏障,吸引这些动物伙伴的持续压力,才使得数百万年来花色的丰富性和稳定性得以维持。

下次当你看到野花时,请记住:它在市场营销上投入了大量资金,因为在热带山区,吸引合适的授粉者才是真正保证其生存的关键!

阅读文章:

卡马戈 MGG阿里斯塔·M贝加莫 PJ蒙泰罗 BL莫雷拉托 LPC. 2026. 色彩斑斓的马赛克:生物和非生物因素对热带山地生态系统中花朵颜色多样性的影响。 美国植物学杂志 113https://doi.org/10.1002/ajb2.70147


Andressa Luna 的葡萄牙语翻译。

封面图片: 刺叶三叶草。保罗·恩里克·达席尔瓦摄(iNaturalist,CC BY-NC 4.0)

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作者

Andressa Luna

安德烈莎是一位巴西生物学家和博士生,她对花卉着迷。她目前的研究探索花卉特征如何影响热带生境(从自然生态系统到城市景观)中植物的繁殖和对传粉昆虫的吸引力。

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