昆虫眼中的花朵有何不同?看紫外视角下的植物世界

在前几个月写点地梅文章的时候,我们知道:盛花期的点地梅呈白色,而花期末的点地梅会变成粉色。
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点地梅
一般认为,这种变化能够指引昆虫去到新鲜的花朵(白色),而忽略老旧的花朵(粉色)。
真的是这样吗?我对这个解释心存怀疑。传粉昆虫眼中点地梅是什么颜色?它们真的能看出点地梅的颜色变化吗?
为了解决这个疑问,我首先观察了点地梅的传粉昆虫,以蝇类、蜂类居多。查找资料得知,这两类昆虫的色觉与人类有极大不同。它们无法看到红色,但能看到紫外线。
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[1]不同动物的色觉系统
蝇类、蜂类能看到紫外线,而这是人眼所不具备的能力。人眼可见光波长范围约在780~380nm之间,长于780nm为红外线,短于380nm为紫外线。因为看不着,所以叫“外”线。
那么,如果我能够记录紫外线,或许就能对昆虫眼中的世界略知一二。几个月后,改装完毕、专门用于记录紫外信息的相机和镜头寄回到手中。
接下来,就让我们一窥紫外视角下的植物世界
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这是路边花坛里的一朵萱草。花瓣外侧呈较暗淡的橘黄色,基部则是亮黄色。在紫外视角中,它会变成什么样呢?
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注:该图为相机直出照片。图片中红色主要是红外线没过滤干净,影响了成像。由于这个配色看起来过于精神污染,下文中均做黑白处理。
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变成了这样,紫外下的萱草花瓣与可见光下的完全相反,变成了花瓣外侧亮、内侧暗。也就是说,花瓣外侧强烈的反射着紫外线,而基部几乎不反射。
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一旁的'金娃娃'萱草也有着相似的变化。虽然在可见光下花朵通体金黄,但在紫外下,花瓣基部呈现出明显的斑纹。
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萱草花瓣上明显的紫外斑纹
有意思的是,这种斑纹仅出现在花瓣内侧,外侧没有。
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花瓣外侧没有紫外斑纹
植物园中种植了许多种萱草园艺品种,人眼看来,这些园艺萱草的色彩、花纹大相径庭。
它们在紫外光下的斑纹会有所不同吗?
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嗯... 答案是并没有不同。
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不管萱草被园艺家培育成如何花里胡哨的花型和颜色,但在紫外视角下,这些萱草品种都忠实的呈现了“外亮内暗”的斑纹。
毕竟,园艺家的工作是为人类,为人眼培育观赏性更强的花朵。而萱草的紫外斑纹是为昆虫所准备的,这些斑纹或许能更好的引导传粉昆虫找到花朵。
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路边的黑心菊、金鸡菊、菊芋等菊科观赏植物也有着类似的现象。
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马鞭草科美女樱也有着明显的紫外斑纹。虽然在人眼看来,两个花序上的花朵颜色深浅差异明显。但在紫外视角下却并无不同。
所有花朵都会有特殊的紫外斑纹吗?答案是否定的。
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花坛里看起来色彩丰富的角堇、三色堇,在紫外视角下无一例外都是死黑一片。它们的花瓣几乎不反射紫外线。
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也有一些花朵在紫外视角下的斑纹形状,与在可见光下的一致。如上图中的一种老鹳草。
由于季节问题,外面开花的植物并不丰富。但通过以上的例子我们已经可以知道,许多种植物的花朵,为昆虫、动物们准备了人眼所不能见的斑纹和图案。事实上大部分植物的花朵本来就不是开给人看的。也许在昆虫眼中,在紫外视角下的,才是花朵更加“真实”的一面。
最后的问题是:昆虫,尤其是蜂类眼中的花朵可能是什么样的呢?我将尝试用金光菊花朵做模拟。
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上图:可见光下的金光菊;下图:紫外视角下的金光菊
以上两图分别为可见光下的金光菊和紫外视角下的金光菊。人眼的视锥细胞能接收红光(red)、绿光(green)和蓝光(blue),也就是RGB色觉。而蜂类则主要接收紫外光(uv)、绿光和蓝光,也就是GB-UV色觉。
如果删除上图中的红色信息(R),加入紫外信息(UV)并加以处理,就可以得到模拟昆虫色觉(GB-UV)的图片:
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模拟蜜蜂色觉的图片
但毕竟我们不是蜜蜂,那是我们无法想象的世界。至于文章开头提出的关于点地梅的问题,也得等明年春天再探究竟了。
参考资料
[1]Thomas W. Cronin, Michael J Bok
https://www.semanticscholar.org/paper/Photoreception-and-vision-in-the-ultraviolet-Cronin-Bok/
[2]https://www.ultravioletphotography.com/content/index.php/topic/648-simulation-of-bee-colours-ii/
作者:蒋某人
图片:蒋某人
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