被子植物(被子植物概念)

出品:科普中国

制作:金晓芳、叶忠明(中国科学院核心植物园、中国科学院武汉植物园)

监制:计算机网络信息中心

自然界被子植物的花是五彩缤纷的，红、橙、黄、绿、蓝、紫以及渐变的各种颜色，几乎涵盖了人类视觉的所有色系。

△图1被子植物五彩缤纷的颜色

据不完全推测，自然界前四种颜色可能是白、黄、蓝、红，黑色的花最少。自然界被子植物的颜色比例没有完全确定是有原因的。有些花很难识别，有些植物有很多颜色，同一种花有不同的颜色组合，有些花会变色。

△图2同一株植物可能有不同的颜色(荷花)

△图3同一朵花有不同的颜色组合(左图为爆裂慈姑花基部有紫色斑块；水仙假水仙& # 39；中等和粉红色的魅力& # 39；粉色魅力& # 39；电晕橙；对，郁金香就是郁金香。雄蕊为黑色)。

是的，你没有看错。有些植物的花会变色。比如红花(Carthamus tinctorius)，开花初期是黄色的，最后变成红色。

今天，我们就来看看自然界中那些关于颜色变化的事情。

△图4红花的花色在不同花期有所变化，随着花期的延长逐渐加深。

变色的那些花儿们，都先从何变起？

据调查，被子植物约有33目78科253属393种。一般来说，花的颜色可以由浅入深(如忍冬科的某些植物)或由深入浅，但前者在自然界中是常见的。

△图5金银忍冬初开白花，后逐渐变黄。白色箭头的新花和红色箭头的旧花(下同)。

△图6佛罗里达锦带花颜色随着花期逐渐变暗。

△图7巴西龙凤花的花朵逐渐由蓝紫色变为白色。初一时，开蓝紫色花，2-4天逐渐变为雪蓝色，4-5天变白。

颜色的变化可以在整朵花中发现，也可以在一些局部地方发现，主要在花萼、花冠、雄蕊和雌蕊四个部位，视觉效果最明显的部位是花萼和花冠。

△图8马缨丹，初花期黄色，第二天转红，颜色逐渐加深。

△图9:结香，先变黄，后逐渐变白。

是谁在幕后操控花儿变色？

花色变化的生理机制很多，主要生理基础是花色苷的变化，包括色素种类和含量的变化。涉及的主要色素有类胡萝卜素、类黄酮(如花青素)、甜菜色素、叶绿素和生物碱。

△图10类胡萝卜素的结构可以使花变成黄色、橙色或红色。

△图11叶绿素结构，它是绿色的主要色素，也是花青素的前体。

△图12小檗碱和木兰脂素结构能使花呈现黄色。

或pH环境因素的变化(如光照、温度、湿度等。)会通过刺激花中色素的变化来改变花的颜色。比如pH的变化导致紫罗兰、牵牛花、月季花、紫甘蓝等花中的花青素发生变化，产生颜色变化，在酸性环境下呈红色，在中性环境下呈紫色，在碱性环境下呈蓝色。

△图13花青素在不同pH环境下的物质转化形式。

花儿为什么要变色？

一般来说，植物呈现五颜六色的主要目的是为了在视觉上吸引传粉者为其完成授粉过程。在花变色的过程中，最终花的颜色可能与早期花或盛开的花完全不同。这种变色能给植物带来什么好处？

科学家经过长期研究提出了很多解释，大致可以归纳为以下两个方面:

1)增加整个花序或群体的花展示面积，以增强远距离吸引能力。例如，变色的尖果马先蒿老花可以增加种群中来访熊蜂的总数；

△图14尖果马先蒿，基部的紫花是旧的，顶部的白花是新的。

2)短程指示，远距离吸引传粉者时，变色的花朵会向传粉者传达此花已过期老花，奖励有限的信息，让他们更频繁地光顾新花。一方面可以提高传粉者的觅食效率，同时也可以增加植物的传粉效率。另一方面，老花上的柱头也可以降低被打扰的概率，以利于授粉花粉管的生长。当然，更多关于花变色的奥秘还需要更多的研究来发现。

大自然中千变万化的色彩吸引着各种奇妙的昆虫和动物为之驻足。他们或享受或进食，创造了大自然的奇妙和生命的优美乐章，共同打造了生态的繁荣。

(本文图片来自作者)

参考资料:

1.邓辉，向干举，郭有浩，杨春风。秦岭地区四种忍冬属植物繁殖系统及颜色变化的研究。植物科学学报，2017，35(01):1-12。

2.兰泉，，查正根，，李婉，，朱。多彩的自然，多彩的化学。大学化学，2018，33(07):103-109。

3.孙树国，廖国光，夏军，郭玉海.马先蒿(列当科)花的颜色变化.植物系统学与进化，2005，255:77–85。

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