植物花色的起源

1．植物花色的起源
   植物花色起源于傳粉者億萬(wàn)年的長(zhǎng)期選擇,，是長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果,。顯花植物于古生代的泥盆紀(jì)在地球上出現(xiàn)，而有顯眼花的植物出現(xiàn)在白堊紀(jì)初期,，傳粉的昆蟲(chóng)約出現(xiàn)在中生代侏羅紀(jì),。動(dòng)物,，主要是昆蟲(chóng)或鳥(niǎo)類(lèi)，最初因?yàn)槿∈扯既挥龅讲伙@眼的花,，順帶傳播了花粉,；植物因此逐漸改變單純依靠風(fēng)和水來(lái)傳粉，反應(yīng)為花瓣擴(kuò)大,、呈非綠色,、發(fā)出香味且分泌蜜汁，特別是形成鮮艷的花色,，招引昆蟲(chóng)或鳥(niǎo)類(lèi)來(lái)取食,，成為蟲(chóng)媒花或鳥(niǎo)媒花。
   不同動(dòng)物作為傳粉者具備不同顏色偏好,，如：蜜蜂最喜黃色和藍(lán)色,，故蜂媒花多具這兩 種花色；蜂鳥(niǎo)喜歡紅色,；蝶類(lèi)喜歡紅色或紫色等亮麗花色；傳粉者的顏色偏好直接關(guān)系到植物能否呈特定花色且能否生存,。自然界中,，特定植物的花色突變種常被傳統(tǒng)的傳粉者忽視而難以維持其存在，現(xiàn)存的花色是傳粉者長(zhǎng)期選擇的結(jié)果,。另一方面,，動(dòng)物的特定體色，如蜜蜂的黃色,、有些蜂鳥(niǎo)的鮮紅色和蝶類(lèi)翅膀斑斕而艷麗的色彩,，均多與其訪問(wèn)花的顏色類(lèi)似，可以減少動(dòng)物在采蜜取食時(shí)被捕食者攻擊的機(jī)會(huì),。
2．植物花色功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)制
2．1 植物花色吸引和指示傳粉者的功能花色在根本上是作為吸引傳粉者的視覺(jué)信號(hào),， 并以特定的導(dǎo)向標(biāo)志(即花蜜向?qū)?指示傳粉者取食和傳粉?；ㄉT傳粉者光臨,，花瓣彩斑再作為“可見(jiàn)導(dǎo)向”，引導(dǎo)傳粉者到達(dá)雌蕊和雄蕊而取食花蜜,；花還以色素配置而產(chǎn)生對(duì)昆蟲(chóng)有效的“紫外導(dǎo)向”,。黃色花，如毛金花菊(Rudbec—kia hirta),，在日光下表現(xiàn)均一黃色,，但在紫外光下花外緣反射紫外線而趨于明亮，內(nèi)緣吸收紫外線而趨于黑色,。這是因?yàn)?，盡管類(lèi)胡蘿卜素(carotenoid)分布均勻,，但黃酮醇(flavono1)、查爾酮(chalcone)和橙酮(aurone)等都位于內(nèi)緣吸收紫外線且阻礙類(lèi)胡蘿卜素反射紫外線,，所以,，類(lèi)胡蘿卜素吸引傳粉者光臨，黃酮醇等將傳粉者進(jìn)一步導(dǎo)向花蜜,、雌蕊和雄蕊,。
2．2 植物花色保護(hù)花器官的功能植物花色在不同光照條件下維持花組織的恰當(dāng)能量平衡。不同波長(zhǎng)的光含熱量不同,；花組織,，特別是花瓣，易被高熱量的光灼傷,。紅,、橙和 黃花多分布于陽(yáng)光強(qiáng)烈處，可反射含熱量多的紅,、橙和黃光而保護(hù)花不被灼傷,；紫和藍(lán)色花多分布于遮蔭處或高山上，反射含熱量少的藍(lán)和紫光,，吸收部分含熱量多的紅,、橙和黃等光，以維持花正常的生理活動(dòng),；白花一般為陰生植物所有,，有些甚至開(kāi)放在夜間：黑色花極少，因黑色會(huì)吸收全部光波且攝取熱量太多而易引起花組織灼傷,。
3 植物花色及其色素的進(jìn)化
3．1 植物花色的進(jìn)化植物花色一直處于不斷進(jìn)化中,。裸子植物(gymn0 SPerm)的“花”為綠色，綠色應(yīng)為最原始的花色,?；ㄉM(jìn)化符合陽(yáng)光的光譜特征，即花色以綠色為起點(diǎn),，向長(zhǎng)光波一端進(jìn)化為黃色到橙色,，最后出現(xiàn)紅色，向短光波一端進(jìn)化出藍(lán)色到紫色,。菊花花色最初為黃色和白色,，以后出現(xiàn)紫色和紅色，黃色為原始花色,，由黃色演化的其他色,，如紅色具有比黃色更強(qiáng)的遺傳力。較原始植物僅具花色苷所致的紅色到紫紅色花色,，高度進(jìn)化的被子植物才具藍(lán)色花,，因此,，玫瑰(Rosa rugosa)等薔薇科植物缺乏藍(lán)色花色。人類(lèi)第四紀(jì)出現(xiàn)于地球時(shí),，傳粉者經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年選擇已造就了豐富的花色,；人工選育的新花色和植物傳統(tǒng)的傳粉者已不存在聯(lián)系；人工選擇,，尤其是花卉的分子育種,，可加快花色進(jìn)化。
3．2 植物花色素(flower color pigment)的進(jìn)化植物花色的進(jìn)化以其色素的進(jìn)化為基礎(chǔ),?；ㄇ嗨?cyanidin)是最原始的花色素，在裸子植物“花”中最常見(jiàn)：被子植物風(fēng)媒花也具花青素,，但風(fēng)媒花無(wú)選擇壓力而表現(xiàn)花色單調(diào),；花葵素(pelargonidin)和花翠素(delphinidin)應(yīng)由花青素演化而來(lái)，前者主要存在于熱帶較進(jìn)化的花中,，是花青素喪失突變和減少羥基的結(jié)果,，后者主要存在于溫帶較進(jìn)化的植物內(nèi)，如報(bào)春花科(Primulaceae)和唇形科(Labiatae)等,，是花青素獲得突變和增加羥基的結(jié)果,；花色素的甲基化也更常出現(xiàn)在較進(jìn)化的科的植物中；花青素,、花葵素和花翠素為基本花色素(anthocyanidin),，其他花色素均由三者衍生而來(lái),。