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被烈日改變的花朵

2024-10-05科學

散發著香氣的鮮艷的花朵給人帶來愉悅的心情,花朵的顏色和氣味也為各種傳粉動物指明方向,引導它們找到目標。但是近年來,大自然悄悄發生著變化,出現了一些奇怪的現象——一些花變暗了,一些花不香了。這是怎麽回事呢?

被「曬黑」的鮮花

2020年,美國基利姆森大學的研究人員們收集了1940年至2017年的植物標本。經過對42個不同物種的1238個標本的研究,研究人員們發現,在這幾十年裏,花朵中吸收紫外線的色素沈著平均每年增加約2%,尤其是那些花粉暴露在外的植物,花瓣上的紫外線色素沈著增加更明顯,而這些花的顏色比以前更「暗」了。而在這期間,恰逢地球氣溫升高、大氣中臭氧總量下降。臭氧層就像地球生物的保護罩,能吸收大量來自太陽的紫外線輻射,使地球生物免受紫外線的傷害。透過對各項數據的分析,研究人員認為,花朵變暗可能是因為紫外線輻射增加,氣溫升高導致的。

另一項研究結果似乎印證了這個觀點。研究人員對比了高海拔地區和低海拔地區的植物,他們發現,相比之下,生長在高海拔地區(紫外線照射較多)的花朵含有更多的紫外線色素。

研究人員推測,這可能是植物應對全球氣候變遷的策略。我們都知道植物需要陽光才能生長,但就像人類的皮膚一樣,太多的紫外線也會將它們「曬傷」。而更多的紫外線色素能夠幫助花朵「消化」更多的紫外線,保護花朵和花粉免受太陽輻射的傷害。但是這個策略是要付出代價的。

兩難的選擇

事實上,我們用肉眼無法看到花朵上的紫外線色素,但是在紫外線光敏相機下,我們可以一目了然,花瓣上紫外線色素沈著越多的區域,顏色就會越暗。花朵上更多的紫外線色素沈著不影響我們觀賞鮮花,但是對於傳粉動物來說可能是致命的威脅。紫外線色素通常沈著於花瓣靠近花心或者花瓣的邊緣位置,因此花瓣顏色明暗分明。許多傳粉動物都能看到紫外線色素,並透過紫外線色素在花朵上呈現強烈的對比色,找到心儀的目標。

花瓣上適量的紫外線色素沈著在合適的位置確實使花朵更顯眼,但現在一些花朵中的紫外線色素沈著與以前相比,似乎過量了,在傳粉動物眼中它們可能就只是一團黑乎乎的東西,毫無吸重力。此外,花瓣上的紫外線色素沈著過多,還會導致「微溫室」效應,使熱量困在花瓣之間,導致花粉最終被「曬熟」,無法繁育後代。這將導致連鎖反應——花朵的授粉成功率降低,而傳粉動物餓肚子的風險升高,這不僅影響著植物的族群繁衍,也影響到傳粉動物的族群生存。

如果未來全球臭氧層被持續破壞,氣溫更高,那麽可能有更多的植物花朵會因為暗淡無光而被傳粉動物忽略。

被「烤」淡的花香

除了看顏色,傳粉動物還透過氣味來判斷哪一朵花是它們要找的,但是現在的情況似乎對它們很不利——氣溫和紫外線不僅讓花朵暗淡無光,還使花朵沒有以前那麽香了。

通常情況下,氣溫越高,花的香氣就會越濃。這是因為氣溫越高,分子的移動速度越快,有助於花朵中的氣味分子散發。但是,如今地球臭氧層被破壞和全球氣溫升高,花朵中的氣味分子似乎也想「罷工」了。

花的氣味是由多種揮發性化合物(在某些情況下是單一化合物)混合而產生的。研究發現,溫度在20℃~30℃之間時,花兒會釋放更多的揮發性物質;30℃~35℃時,花香揮發物的釋放減少。這主要是因為,在高溫下,花朵中的揮發性化合物的合成被阻礙了,其中包括花朵中重要的揮發性化合物苯丙素類的合成。在2008年的一項研究中,研究人員對牽牛花花香與氣溫的關系進行了研究,結果顯示,氣溫在20℃到30℃之間時,牽牛花更加芳香;而在30℃以上時,花香會逐漸變淡。

在大自然中,動物傳粉有助於90%以上已知被子植物的有性繁殖,在57種主要作物中,有39種是必不可少的,這些作物總共占全球糧食產量的35%。如果傳粉動物找不到花朵,無法完成授粉,那麽,這就不僅僅會讓傳粉動物餓肚子,我們人類的糧食也會因此減產。

現在我們能做的或許是減少溫室氣體的排放,減緩氣候變遷的步伐,還植物和授粉動物一個良好的生存環境,也為我們的後代留下一個舒適的地球。