被烈日改变的花朵

大科技奇妙杂志 2024-10-08 16:08:44

散发着香气的鲜艳的花朵给人带来愉悦的心情,花朵的颜色和气味也为各种传粉动物指明方向,引导它们找到目标。但是近年来,大自然悄悄发生着变化,出现了一些奇怪的现象——一些花变暗了,一些花不香了。这是怎么回事呢?

被“晒黑”的鲜花

2020年,美国克莱姆森大学的研究人员们收集了1940年至2017年的植物标本。经过对42个不同物种的1238个标本的研究,研究人员们发现,在这几十年里,花朵中吸收紫外线的色素沉着平均每年增加约2%,尤其是那些花粉暴露在外的植物,花瓣上的紫外线色素沉着增加更明显,而这些花的颜色比以前更“暗”了。而在这期间,恰逢地球气温升高、大气中臭氧总量下降。臭氧层就像地球生物的保护罩,能吸收大量来自太阳的紫外线辐射,使地球生物免受紫外线的伤害。通过对各项数据的分析,研究人员认为,花朵变暗可能是因为紫外线辐射增加,气温升高导致的。

另一项研究结果似乎印证了这个观点。研究人员对比了高海拔地区和低海拔地区的植物,他们发现,相比之下,生长在高海拔地区(紫外线照射较多)的花朵含有更多的紫外线色素。

研究人员推测,这可能是植物应对全球气候变化的策略。我们都知道植物需要阳光才能生长,但就像人类的皮肤一样,太多的紫外线也会将它们“晒伤”。而更多的紫外线色素能够帮助花朵“消化”更多的紫外线,保护花朵和花粉免受太阳辐射的伤害。但是这个策略是要付出代价的。

两难的选择

事实上,我们用肉眼无法看到花朵上的紫外线色素,但是在紫外线光敏相机下,我们可以一目了然,花瓣上紫外线色素沉着越多的区域,颜色就会越暗。花朵上更多的紫外线色素沉着不影响我们观赏鲜花,但是对于传粉动物来说可能是致命的威胁。紫外线色素通常沉着于花瓣靠近花心或者花瓣的边缘位置,因此花瓣颜色明暗分明。许多传粉动物都能看到紫外线色素,并通过紫外线色素在花朵上呈现强烈的对比色,找到心仪的目标。

花瓣上适量的紫外线色素沉着在合适的位置确实使花朵更显眼,但现在一些花朵中的紫外线色素沉着与以前相比,似乎过量了,在传粉动物眼中它们可能就只是一团黑乎乎的东西,毫无吸引力。此外,花瓣上的紫外线色素沉着过多,还会导致“微温室”效应,使热量困在花瓣之间,导致花粉最终被“晒熟”,无法繁育后代。这将导致连锁反应——花朵的授粉成功率降低,而传粉动物饿肚子的风险升高,这不仅影响着植物的种群繁衍,也影响到传粉动物的种群生存。

如果未来全球臭氧层被持续破坏,气温更高,那么可能有更多的植物花朵会因为暗淡无光而被传粉动物忽略。

被“烤”淡的花香

除了看颜色,传粉动物还通过气味来判断哪一朵花是它们要找的,但是现在的情况似乎对它们很不利——气温和紫外线不仅让花朵暗淡无光,还使花朵没有以前那么香了。

通常情况下,气温越高,花的香气就会越浓。这是因为气温越高,分子的移动速度越快,有助于花朵中的气味分子散发。但是,如今地球臭氧层被破坏和全球气温升高,花朵中的气味分子似乎也想“罢工”了。

花的气味是由多种挥发性化合物(在某些情况下是单一化合物)混合而产生的。研究发现,温度在20℃~30℃之间时,花儿会释放更多的挥发性物质;30℃~35℃时,花香挥发物的释放减少。这主要是因为,在高温下,花朵中的挥发性化合物的合成被阻碍了,其中包括花朵中重要的挥发性化合物苯丙素类的合成。在2008年的一项研究中,研究人员对牵牛花花香与气温的关系进行了研究,结果显示,气温在20℃到30℃之间时,牵牛花更加芳香;而在30℃以上时,花香会逐渐变淡。

在大自然中,动物传粉有助于90%以上已知被子植物的有性繁殖,在57种主要作物中,有39种是必不可少的,这些作物总共占全球粮食产量的35%。如果传粉动物找不到花朵,无法完成授粉,那么,这就不仅仅会让传粉动物饿肚子,我们人类的粮食也会因此减产。

现在我们能做的或许是减少温室气体的排放,减缓气候变化的步伐,还植物和授粉动物一个良好的生存环境,也为我们的后代留下一个舒适的地球。

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