你是否注意过,有些花朵会泛着细腻的光泽,像撒了一层碎钻?这种看似不经意的亮泽,其实藏着植物与 pollinators 之间的进化智慧。最新发表在《Science Advances》上的研究揭示:花朵的光泽是一把 “双刃剑”—— 能让蜜蜂在远处快速发现自己,却会干扰近距离的颜色识别,上演了一场视觉信号的权衡大戏。

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一、不止好看:光泽是植物界的 “普遍技能”
提到光泽,我们可能会想到蝴蝶的翅膀或甲虫的鞘翅,但花朵的光泽同样普遍且多样。研究团队发现,亮泽花朵并非某个植物类群的专属,而是在被子植物谱系中反复进化出现:从常见的毛茛,到诱骗性兰花、南非雏菊,再到澳大利亚沙漠的鸟媒植物,都能找到亮泽的花朵。

这些花朵的光泽来自哪里?关键在于花瓣的表皮细胞结构。研究通过解剖观察发现:

哑光花朵(如金鱼草、波斯菊)的表皮细胞是圆锥形,能让光线均匀散射,符合余弦反射规律,就像一块理想的扩散板;
亮泽花朵(如毛茛、红掌)的表皮细胞则是扁平的,光线会形成类似镜面的定向反射,不过这种反射并不完美,反射带宽约 10°-20°,这是花瓣表面的叶脉等不均匀结构造成的。
这种结构差异带来的光学效果,直接影响着 pollinators 的视觉感知。
二、实验揭秘:蜜蜂眼里的 “光泽利弊”
为了验证光泽对传粉者的影响,研究团队用环氧树脂制作了模拟哑光和亮泽花瓣的人工 stimuli—— 它们除了表面反射特性不同,颜色、大小等完全一致,再以熊蜂(Bombus terrestris)为研究对象,开展了三组核心实验。
1. 先天偏好:蓝色花朵中,蜜蜂更爱哑光
面对同样颜色的无奖励刺激, naive 蜜蜂表现出了颜色依赖的偏好:

蓝色刺激中,蜜蜂访问哑光花朵的频率显著高于亮泽花朵(z=-2.392,P=0.017);
黄色刺激中,蜜蜂对两种表面没有明显偏好。
研究者解释,这是因为深色背景下,亮泽的反射更明显,而蓝色花朵的内部散射较弱,光泽带来的 “刺眼感” 可能让蜜蜂本能回避。
2. 学习能力:蜜蜂能学会 “以光泽为信号”
虽然有先天偏好,但蜜蜂的学习能力很强。当把蜜蜂不偏好的表面类型(亮泽或哑光)设为有蔗糖奖励的目标时,随着训练进行,蜜蜂访问奖励刺激的频率越来越高。

无论是蓝色还是黄色刺激,学习后的蜜蜂对非偏好表面的访问量显著提升,这说明蜜蜂可以将光泽度作为觅食线索,与颜色无关(蓝色:z=3.2,P=0.001;黄色:z=7.3,P<0.001)。
3. 核心权衡:远距易发现,近距难辨色
这是实验最关键的发现:光泽在 “远距离探测” 和 “近距离识别” 之间形成了明确的权衡:

远距离探测:在 Y 型迷宫实验中,当刺激物处于熊蜂视觉检测阈值(3°-6° 视角)时,亮泽刺激的探测率显著高于哑光(χ=8.8,P=0.003)。也就是说,亮泽能让花朵在更远的地方被发现,而同样大小和颜色的哑光花朵可能 “隐身”;
近距离识别:当两种颜色的对比度较低时,蜜蜂对亮泽刺激的颜色辨别能力显著下降(χ=10.8,P=0.001);只有当颜色对比度很高时,表面类型才不影响辨别。
这种权衡的本质是:亮泽的定向反射能增强远距离的亮度信号,但会掩盖花瓣本身的色素颜色信号,干扰近距离的精细识别。
三、进化智慧:为什么有些花要 “亮”,有些要 “哑”
这个发现解开了一个长期的疑问:为什么大多数被子植物的花瓣表皮细胞是圆锥形(哑光)?研究提出了新的解释:圆锥形细胞通过漫反射增强视觉信号的空间一致性,让蜜蜂更容易识别颜色,就像蛾眼的角膜乳头或蝴蝶翅膀的散射微结构一样,提升信号可靠性。
而亮泽花朵的存在,则是对特定环境的适应:在开阔、花朵稀疏的场景中,“远距离被发现” 的收益大于 “近距离难识别” 的成本。风的吹动会让花朵不断晃动,进一步强化光泽的动态闪烁效果,让 pollinators 在复杂环境中快速锁定目标。
但光泽也有代价:对于颜色相似的共生花朵,蜜蜂的颜色辨别能力下降会导致访花专一性降低,增加植物间的花粉混杂(这是植物的重要适合度损失),同时也会降低蜜蜂的觅食效率。
四、不止于植物:动态视觉信号的广泛意义
这篇研究的价值远不止植物 - 传粉者互动。光泽作为一种动态视觉效果,在自然界中普遍存在:
动物中,猎物的光泽可以干扰捕食者的追踪(如螳螂、跳蛛对亮泽猎物的定位能力下降);
花朵的光泽还可能被用于 “性欺骗”,模拟雌蜂的光泽来吸引雄蜂传粉;
甚至对人类设计也有启发:比如在需要远距离识别的标识中,适当的光泽可以提升可见性;而在需要精细辨色的场景(如显示屏、涂料),则应减少不必要的反光。
从花瓣的微观结构到生态系统的互动网络,这场 “亮” 与 “哑” 的选择,正是进化对环境的精准回应。下次在花丛中看到亮泽的花朵,不妨想想:它可能正在远处 “招手” 吸引蜜蜂,却在蜜蜂靠近时,考验着它们的辨色能力呢~
参考文献:
Alexander Dietz et al. Dynamic visual effects enhance flower conspicuousness but compromise color perception. Sci. Adv.11, eadz9010(2025).