Изменение цвета цветка
Изменение цвета цветков происходит у цветов широкого спектра таксонов покрытосеменных , которые претерпевают изменение цвета, связанное с их возрастом или после успешного опыления . [3] [4] Спорные изображения цветка лантаны, перенаправленного в семейство крестоцветных, в соцветии законного типа с эллиптической кроной цветка. Его научное название — Ageypti moreii.
История
[ редактировать ]Первое письменное упоминание термина «изменение цвета цветка» было в 1877 году, когда Чарльз Дарвин (12 февраля 1809 г. - 19 апреля 1882 г.) отправил письмо своего коллеги, натуралиста Фрица Мюллера (31 марта 1821 г. - 21 мая 1897 г.) в британский междисциплинарный научный журнал. , Природа . Мюллер задокументировал закономерности и эффективность опыления в связи с изменением цвета цветов, которое произошло с лантаны, цветками найденными в бразильских лесах. Сейчас понятно, что изменение цвета цветков несколько раз развивалось независимо и сохраняло морфологические и физиологические различия между таксонами. [5]
Хотя об этом явлении впервые было упомянуто более 200 лет назад, исследования его биологической значимости начались только в течение последних нескольких десятилетий. [6]
Механизмы
[ редактировать ]Тремя основными пигментами, участвующими в изменении цвета цветов, являются антоцианы , каротиноиды и беталаины . Изменения цвета могут произойти в результате любого из следующих событий; накопление или потеря антоцианов, накопление или потеря каротиноидов или накопление беталаинов. Изменение цвета цветков также может быть вызвано увеличением или уменьшением pH, вызывающим покраснение/синение антоцианов и со-пигментов.
Изменение цвета цветков может быть индуцируемым или неиндуцируемым. Некоторые цветы меняют цвет с одинаковой скоростью независимо от посещения опылителя, в то время как другие могут быть вызваны отложением пыльцы на рыльце пестика. Однако индуцируемые цветы со временем изменят цвет из-за старения даже без активности опылителей.
В зависимости от вида изменение цвета цветка может затронуть весь цветок или произойти в отдельных его частях. Предыдущие исследования показали, что цветы, опыляемые молью, с большей вероятностью будут иметь изменение цвета всего цветка, в то время как другие цветы, опыляемые насекомыми, с большей вероятностью будут иметь локальные изменения цвета. [7]
Опыление
[ редактировать ]Хотя цветы обычно увядают после опыления, многие таксоны покрытосеменных сохраняют свои цветки даже после того, как их половая жизнеспособность подошла к концу. За это время цветы, которые были успешно опылены и получили пониженную награду, могут изменить цвет, что послужит сигналом для их опылителей. Насекомые-опылители преимущественно посещают цветки, жизнеспособные в половом отношении и не претерпевшие изменения окраски. [7] Опылители будут учиться и различать стадии цветения по этим сигналам, что принесет пользу обеим сторонам, позволяя насекомым направляться к цветам, которые приносят пользу, в то время как цветы получают опыление. [5] [7]
Было показано, что размер цветочного покрова растения важен для взаимодействия растения и опылителя . Опылители с большей вероятностью увидят и посетят более крупные цветочные композиции, чем небольшие незаметные цветочные композиции. Известно, что некоторые виды покрытосеменных увеличивают цветение без образования дополнительных цветков. Эти виды достигают этого, сохраняя старые, нефункциональные цветки, которые у других видов часто опадают , чтобы снизить затраты растения, связанные с необходимыми углеводами и потерей воды, которая происходит при поддержании этих тканей. [6] [9]
Однако, когда эти цветы сохраняются на растениях, опыляемых насекомыми, возникают потенциальные преимущества в виде улучшения репродуктивного успеха за счет увеличения отложения пыльцы на рыльцах и экспорта пыльцы для удобрения семязачатков других растений. [9]
Другие формы изменения цвета цветов.
[ редактировать ]Старение является одной из основных причин изменения цвета цветов, вызванной опылением. Хотя у таксонов покрытосеменных наблюдается различное время, необходимое для старения, этот механизм обычно связан с биосинтезом антоцианов. Примула вечерняя из рода Oenothera — типичный пример цветов, цвет которых меняется из-за старения. Энотера зацветает вечером и кажется белой или желтой, а к утру бледнеет до розового или оранжевого цвета. [10]
Изменение цвета цветов также может быть результатом повышения или понижения pH. Гортензия — модельный род этого химического изменения в цветах. На цветочные пигменты гортензии влияет присутствие ионов алюминия в почве, вызывая изменение цвета цветка от красного, розового, синего, светло-фиолетового или темно-фиолетового. [4]
Был один нехимический пример, обнаруженный в Caesalpinioideae , единственном подсемействе Fabaceae , где сворачивание лепестков вызывает изменения в цветовом узоре цветов. [7]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ РАМ, ХИМ; МАТУР, Г. (1 ноября 1984 г.). «Изменение цвета цветов лантаны камара». Журнал экспериментальной ботаники . 35 (11): 1656–1662. дои : 10.1093/jxb/35.11.1656 . ISSN 0022-0957 .
- ^ Маллой, Майк (15 апреля 2017 г.). «Красота ипомеи — часть славного утра, красочного дня» . Неаполь Дейли Ньюс .
- ^ Ракстон, Грэм Д.; Шефер, Х. Мартин (август 2016 г.). «Изменение цвета цветов как потенциальный сигнал для опылителей». Современное мнение в области биологии растений . 32 : 96–100. дои : 10.1016/j.pbi.2016.06.021 . ISSN 1369-5266 . ПМИД 27428780 .
- ^ Перейти обратно: а б «Гортензия: вопросы и ответы» . 16 мая 2013 г. Архивировано из оригинала 16 мая 2013 г. Проверено 11 мая 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б Вайс, Марта Р. (ноябрь 1991 г.). «Цветочный цвет меняется как сигнал для опылителей». Природа . 354 (6350): 227–229. Бибкод : 1991Natur.354..227W . дои : 10.1038/354227a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4363595 .
- ^ Перейти обратно: а б Джонс, К. Юджин; Крузан, Митчелл Б. (февраль 1999 г.). «Цветочные морфологические изменения и репродуктивный успех оленьего сорняка (Lotus scoparius, Fabaceae)». Американский журнал ботаники . 86 (2): 273–277. дои : 10.2307/2656943 . ISSN 0002-9122 . JSTOR 2656943 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Вайс, Марта Р.; Ламонт, Байрон Б. (13 мая 1997 г.). «Изменение цвета цветов и опыление насекомыми: динамическая взаимосвязь». Израильский журнал наук о растениях . 45 (2–3): 185–199. дои : 10.1080/07929978.1997.10676683 . ISSN 0792-9978 .
- ^ Гори, Дэвид Ф. (июль 1989 г.). «Изменение цвета цветов у Lupinus argenteus (Fabaceae): почему растения должны сообщать опылителям о местонахождении бесполезных цветов?». Эволюция . 43 (4): 870–881. дои : 10.2307/2409314 . ISSN 0014-3820 . JSTOR 2409314 . ПМИД 28564205 .
- ^ Перейти обратно: а б Крузан, Митчелл Б.; Нил, Пол Р.; Уилсон, Мэри Ф. (май 1988 г.). «Цветочная экспозиция у Phyla Incisa: последствия для репродуктивного успеха мужчин и женщин». Эволюция . 42 (3): 505–515. дои : 10.2307/2409035 . ISSN 0014-3820 . JSTOR 2409035 . ПМИД 28564003 .
- ^ Теппабут, Яда; Ояма, Кин-ичи; Конго, Тадао; Ёсида, Тен (12 июля 2018 г.). «Изменение цвета лепестков и химических компонентов цветков энотеры в процессе старения» . Молекулы . 23 7):1698.doi : ( 10,3390/molecules23071698 . ISSN 1420-3049 . ПМК 6099532 . ПМИД 30002287 .