在气候变化和其他环境变化的威胁下,地球上的许多生物要么适应,要么灭亡。为了应对不断变化的星球,现在看来,世界各地的花朵正在改变它们的颜色。然而,这种快速的改变可能会给植物带来巨大的代价。
新研究发现,花朵在过去75年中迅速适应了上升的温度和臭氧层的减少,通过改变花瓣中的紫外线(UV)色素来应对。这项研究发表在《当代生物学》杂志上,由克莱姆森大学领导的科学家们仔细研究了1941年至2017年间来自三个大陆的42种不同物种的1200多个植物标本,使用紫外线敏感相机分析了它们的水平花色素。
他们的发现表明,20世纪后半叶,花朵的紫外线吸收色素水平有所增加。事实上,过去七十年中,花瓣的紫外线色素水平每年平均增加2%。这种色素水平的增加与大气中温度上升和臭氧层减少的趋势密切相关。
臭氧是存在于地球平流层中的一种气体,能够强烈吸收来自太阳的紫外线辐射。考虑到自20世纪70年代以来地球大气中的臭氧总量一直在稳步减少,植物和其他生物正暴露于更多的紫外线辐射中。气候变化也导致紫外线辐射更加强烈。植物需要阳光才能生长,但就像人类的皮肤一样,过多的太阳紫外线辐射也会对植物造成损害。
这些色素对人类来说是看不见的,比如玫瑰花瓣的红色或水仙花的黄色。许多色素,包括紫外线色素,对人类眼睛来说是看不见的,但花朵用它们来吸引传粉者并抵御紫外线辐射,就像防晒霜一样。因此,尽管花朵在我们看来可能没有太大不同,但它们在适应不断变化的环境方面经历了相当显著的变化。
并非所有的花瓣都受到同等影响。首先,经历更大臭氧层减少的植物显示出更大的色素增加。其次,暴露在外的花粉植物也更可能增加色素,因为这部分植物对紫外线和高温压力特别敏感,高温压力可以使花粉不育。
这听起来可能像是好消息,因为一些开花植物正在尝试适应其环境的变化,但研究人员警告说,这种色素的变化可能会给植物的繁殖性能带来沉重的代价,因为颜色是吸引传粉者的主要工具之一。特别是,紫外线吸收和紫外线反射部分花瓣之间的对比可能会在适应后减弱,使植物更难吸引任何路过的传粉者。