สีอัลตราไวโอเลตที่เป็นความลับของดอกทานตะวันดึงดูดแมลงผสมเกสรและช่วยถนอมน้ำ

ดอกทานตะวันสีอัลตราไวโอเลต 2 25
 สำหรับแมลงผสมเกสรซึ่งมองเห็นได้ในรังสีอัลตราไวโอเลต ดอกทานตะวันมีสีอื่นๆ เพิ่มเติม (Unsplash/มาร์โก เด เฮเวีย), CC BY-SA

ดอกไม้เป็นตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดของความหลากหลายในธรรมชาติ โดยแสดงสี ลวดลาย รูปทรง และกลิ่นต่างๆ มากมาย พวกเขามีตั้งแต่ดอกทิวลิปและดอกเดซี่หลากสีไปจนถึงลีลาวดีและยักษ์ ดอกไม้ซากศพที่มีกลิ่นเหม็นเน่า. ความหลากหลายและความหลากหลายนั้นน่าประหลาดใจ — พิจารณา กล้วยไม้รูปเป็ด.

แต่เท่าที่เราสามารถชื่นชมความงามและความหลากหลายของดอกไม้ มันไม่ได้มีความหมายสำหรับสายตาของเราอย่างแท้จริง

จุดประสงค์ของดอกไม้คือเพื่อดึงดูดแมลงผสมเกสร และดอกไม้ก็ตอบสนองตามความรู้สึกของพวกมัน ตัวอย่างที่ชัดเจนของสิ่งนี้คือรูปแบบรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ดอกไม้จำนวนมากสะสมเม็ดสียูวีในกลีบดอก ก่อตัวเป็นลวดลายที่เรามองไม่เห็น แต่ที่แมลงผสมเกสรส่วนใหญ่มองเห็นได้.

การตัดขาดระหว่างสิ่งที่เราเห็นกับสิ่งที่แมลงผสมเกสรมองเห็นนั้นโดดเด่นเป็นพิเศษในดอกทานตะวัน แม้จะมีสถานะเป็นสัญลักษณ์ในวัฒนธรรมสมัยนิยม หนึ่งในห้าดอกไม้ที่มีอีโมจิโดยเฉพาะ) พวกเขาแทบจะไม่ได้เป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดของความหลากหลายของดอกไม้

แมลงมองเห็นโลกได้อย่างไร?

แสงที่แตกต่าง

สิ่งที่เรามักพิจารณาว่าดอกทานตะวันดอกเดียวนั้นแท้จริงแล้วเป็นกลุ่มดอกไม้ที่เรียกว่าช่อดอก ดอกทานตะวันป่าทั้งหมดซึ่งมีประมาณ 50 สายพันธุ์ในอเมริกาเหนือ, มีช่อดอกที่คล้ายคลึงกันมาก. ในสายตาของเรา ligules ของพวกเขา (กลีบที่ขยายใหญ่และหลอมรวมกันของวงนอกสุดของดอกย่อยในช่อดอกทานตะวัน) เป็นชุดเดียวกัน สีเหลืองสดใส คุ้นเคย

อย่างไรก็ตาม เมื่อมองในสเปกตรัม UV (ซึ่งก็คือ นอกเหนือประเภทของแสงที่ดวงตาของเรามองเห็น) สิ่งต่างๆ ค่อนข้างจะแตกต่างออกไป ดอกทานตะวันจะสะสมเม็ดสีที่ดูดซับรังสียูวีไว้ที่ฐานของลิกูล ตลอดช่อดอก ส่งผลให้ ลายเป้ายูวี.

ในการศึกษาล่าสุด เราเปรียบเทียบเกือบ ดอกทานตะวันป่า 2,000 ดอก. เราพบว่าขนาดของเป้า UV เหล่านี้แตกต่างกันอย่างมาก ทั้งระหว่างและภายในสายพันธุ์

ดอกทานตะวันสายพันธุ์ที่มีความหลากหลายมากที่สุดในแง่ของขนาดเป้ายูวีคือ Helianthus annuus, ทานตะวันทั่วไป. H. annuus คือ ญาติสนิทที่สุดกับดอกทานตะวันที่ปลูกและเป็นดอกทานตะวันป่าที่มีการกระจายอย่างกว้างขวางที่สุด เติบโตเกือบทุกที่ระหว่างทางใต้ของแคนาดาและเม็กซิโกตอนเหนือ ในขณะที่ประชากรบางส่วนของ H. annuus มีเป้า UV ที่เล็กมาก ในส่วนอื่นๆ บริเวณที่ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจะครอบคลุมช่อดอกทั้งหมด

ดึงดูดแมลงผสมเกสร

ทำไมถึงมีการเปลี่ยนแปลงมากมาย? นักวิทยาศาสตร์ได้รับ ตระหนักถึงลวดลายยูวีดอกไม้ เป็นเวลานาน. แนวทางต่างๆ มากมายที่ใช้ในการศึกษาบทบาทของรูปแบบเหล่านี้ในการดึงดูดแมลงผสมเกสรนั้นค่อนข้างสร้างสรรค์ ได้แก่ ตัดและวางกลีบ or เคลือบด้วยครีมกันแดด.

เมื่อเราเปรียบเทียบดอกทานตะวันกับเป้า UV ที่แตกต่างกัน เราพบว่าแมลงผสมเกสรสามารถแยกแยะระหว่างดอกทานตะวันกับพืชที่ต้องการที่มีเป้า UV ขนาดกลาง

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้อธิบายความหลากหลายทั้งหมดในรูปแบบ UV ที่เราสังเกตเห็นในกลุ่มประชากรดอกทานตะวันป่าที่แตกต่างกัน: หากเป้า UV ระดับกลางดึงดูดแมลงผสมเกสรมากขึ้น (ซึ่งก็คือ ชัดเจนและ ความได้เปรียบ) เหตุใดพืชที่มีเป้า UV ขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่จึงมีอยู่

เข้าใจแสงที่รุนแรงเป็นพิเศษ2 25
 ดอกทานตะวันที่มีลวดลาย UV bullseye ต่างกันตามที่เราเห็น (บน) และอย่างที่ผึ้งอาจมองเห็น (ล่าง) (มาร์โค โทเดสโก้), ผู้เขียนให้ไว้

ปัจจัยอื่น ๆ

แม้ว่าการดึงดูดแมลงผสมเกสรจะเห็นได้ชัดว่าเป็นหน้าที่หลักของลักษณะของดอกไม้ แต่ก็มีหลักฐานเพิ่มขึ้นว่า ปัจจัยที่ไม่ใช่การผสมเกสร เช่นอุณหภูมิหรือสัตว์กินพืชสามารถส่งผลต่อวิวัฒนาการของลักษณะเช่นสีและรูปร่างของดอกไม้

เราพบเงื่อนงำแรกว่าสิ่งนี้อาจเป็นกรณีของรูปแบบยูวีในดอกทานตะวันได้เช่นกัน เมื่อเราพิจารณาว่าความแปรผันของพวกมันถูกควบคุมที่ระดับพันธุกรรมอย่างไร ยีนตัวเดียว, ฮามี่บี111, รับผิดชอบต่อความหลากหลายของรูปแบบ UV ที่เราเห็นใน H. annuus. ยีนนี้ควบคุมการผลิตกลุ่มสารเคมีที่เรียกว่า ฟลาโวนอลไกลโคไซด์ซึ่งเราพบว่ามีความเข้มข้นสูงในส่วนที่ดูดซับรังสียูวีของลิกูล ฟลาโวนอลไกลโคไซด์ไม่เพียงแต่เป็นเม็ดสีที่ดูดซับรังสียูวีเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการช่วยพืชอีกด้วย รับมือกับความเครียดจากสิ่งแวดล้อมต่างๆ.

เงื่อนงำที่สองมาจากการค้นพบว่ายีนเดียวกันมีหน้าที่สร้างเม็ดสี UV ในกลีบดอก ทะเลเครส, Arabidopsis thaliana. Thale cress เป็นระบบแบบจำลองที่ใช้กันมากที่สุดในพันธุศาสตร์พืชและอณูชีววิทยา พืชเหล่านี้สามารถผสมเกสรตัวเองได้ และโดยทั่วไปแล้วจะทำโดยไม่มีการผสมเกสร.

เนื่องจากพวกมันไม่จำเป็นต้องดึงดูดแมลงผสมเกสร พวกมันจึงมีดอกสีขาวเล็กๆ ที่ดูไม่โอ้อวด ถึงกระนั้นกลีบของมันก็เต็มไปด้วยฟลาโวนอลที่ดูดซับรังสียูวี นี่แสดงให้เห็นว่ามีเหตุผลที่ไม่เกี่ยวข้องกับการผสมเกสรเพื่อให้เม็ดสีเหล่านี้ปรากฏอยู่ในดอกไม้ของหญ้าทะเล

สุดท้าย เราสังเกตเห็นว่าประชากรดอกทานตะวันจากสภาพอากาศที่แห้งแล้งมีเป้า UV ที่ใหญ่ขึ้นอย่างต่อเนื่อง หน้าที่อย่างหนึ่งของฟลาโวนอลไกลโคไซด์คือ ควบคุมการคายน้ำ. อันที่จริง เราพบว่า ligules ที่มีรูปแบบ UV ขนาดใหญ่ (ซึ่งมี flavonol glycosides จำนวนมาก) สูญเสียน้ำในอัตราที่ช้ากว่า ligules ที่มีรูปแบบ UV ขนาดเล็กมาก

นี่แสดงให้เห็นว่าอย่างน้อยในดอกทานตะวัน ลวดลายของสียูวีของดอกไม้มีหน้าที่สองอย่าง: ปรับปรุงความน่าดึงดูดใจของดอกไม้ต่อแมลงผสมเกสร และช่วยให้ดอกทานตะวันสามารถอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งด้วยการอนุรักษ์น้ำ

วิวัฒนาการประหยัด

แล้วมันสอนอะไรเรา? ประการหนึ่ง วิวัฒนาการนั้นประหยัด และถ้าเป็นไปได้ จะใช้คุณลักษณะเดียวกันนี้เพื่อบรรลุเป้าหมายการปรับตัวมากกว่าหนึ่งเป้าหมาย นอกจากนี้ยังเสนอแนวทางที่เป็นไปได้ในการปรับปรุงดอกทานตะวันที่เพาะปลูกโดยการเพิ่มอัตราการผสมเกสรพร้อมกันและทำให้พืชมีความยืดหยุ่นมากขึ้นต่อความแห้งแล้ง

สุดท้าย งานของเราและการศึกษาอื่นๆ ที่เกี่ยวกับความหลากหลายของพืช สามารถช่วยในการคาดการณ์ว่าพืชจะสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้อย่างไรและในระดับใด ซึ่งกำลังเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมที่พวกเขาถูกปรับให้เข้ากับมันอยู่แล้วสนทนา

เกี่ยวกับผู้เขียน

มาร์โค โทเดสโก, ผู้ร่วมวิจัย, ความหลากหลายทางชีวภาพ, มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

ไอเอ็นจี

คุณอาจจะชอบ

ติดตาม InnerSelf บน

ไอคอน Facebookไอคอนทวิตเตอร์ไอคอน YouTubeไอคอน instagramไอคอน pintrestไอคอน RSS

 รับล่าสุดทางอีเมล

นิตยสารรายสัปดาห์ แรงบันดาลใจทุกวัน

ภาษาที่ใช้ได้

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

บทความล่าสุด

อ่านมากที่สุด

นักเบสบอลผมขาว
เราจะแก่เกินไปได้ไหม
by แบร์รี่วิสเซล
เราทุกคนต่างรู้จักสำนวนที่ว่า "คุณแก่เท่าที่คุณคิดหรือรู้สึก" หลายคนยอมแพ้...
มันคือโควิดหรืออุจจาระแห้ง 8 7
วิธีดูว่าเป็นโควิดหรือไข้ละอองฟาง
by ซามูเอล เจ. ไวท์ และฟิลิปป์ บี. วิลสัน
ด้วยสภาพอากาศที่อบอุ่นในซีกโลกเหนือ หลายๆ คนคงจะเป็นโรคภูมิแพ้เกสรดอกไม้…
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและน้ำท่วม 7 30
เหตุใดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้น้ำท่วมเลวร้ายลง
by ฟรานเซส ดาเวนพอร์ท
แม้ว่าอุทกภัยจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์ก็ทำให้น้ำท่วมรุนแรง...
อัตราเงินเฟ้อทั่วโลก 8 1
อัตราเงินเฟ้อพุ่งไปทั่วโลก
by คริสโตเฟอร์ เดคเกอร์
ราคาผู้บริโภคสหรัฐเพิ่มขึ้น 9.1% ในช่วง 12 เดือนสิ้นสุดในเดือนมิถุนายน 2022 ซึ่งสูงที่สุดในสี่...
ทำเพื่อสวมหน้ากาก 7 31
เราจะปฏิบัติตามคำแนะนำด้านสาธารณสุขหากมีคนทำให้เราเท่านั้น?
by Holly Seale, UNSW ซิดนีย์
ย้อนกลับไปเมื่อกลางปี ​​2020 มีการแนะนำว่าการใช้หน้ากากคล้ายกับการคาดเข็มขัดนิรภัยในรถยนต์ ไม่ใช่ทุกคน…
ไม้ปราชญ์ ขนนก และตาข่ายดักฝัน
การทำความสะอาด การต่อสายดิน และการปกป้อง: แนวทางปฏิบัติพื้นฐานสองประการ
by MaryAnn DiMarco
หลายวัฒนธรรมมีพิธีชำระล้างตามพิธีกรรม ซึ่งมักทำด้วยควันหรือน้ำ เพื่อช่วยขจัด...
กาแฟดีหรือไม่ดี 7 31
ข้อความผสม: กาแฟดีหรือไม่ดีสำหรับเรา?
by โทมัสเมอร์ริตต์
กาแฟเป็นสิ่งที่ดีสำหรับคุณ หรือมันไม่ใช่ อาจจะใช่แล้วไม่ใช่ แล้วก็เป็นอีก ถ้าคุณดื่ม…
เอาชนะความเหงา 8 4
4 วิธีในการกู้คืนจากความเหงา
by มิเชล เอช ลิม
ความเหงาไม่ใช่เรื่องแปลกเพราะเป็นอารมณ์ความรู้สึกตามธรรมชาติของมนุษย์ แต่เมื่อละเลยหรือไม่ได้ผล...

ทัศนคติใหม่ - ความเป็นไปได้ใหม่

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | ตลาด InnerSelf
ลิขสิทธิ์© 1985 - 2021 InnerSelf สิ่งพิมพ์ สงวนลิขสิทธิ์.