据英媒4月9日报道,研究人员发现,一种开白花、花蜜呈深黑色的植物主要由天蛾(一群大型夜行性蛾类)授粉。这一发现标志着有色花蜜植物依赖夜行性昆虫授粉的首个明确案例,拓展了科学家对夜间授粉的理解。
在日本南部的六个森林地点,这些花朵在日落后开放,每朵花内部深处露出一个深色的花蜜池。东京大学的千田素麻发现,盘旋的天蛾反复到访这些花朵,与植物实际的花粉传播有关。这些夜间到访表明,黑花蜜花朵吸引的不是偶尔的访客,而是定期工作的授粉者。这一模式确立了核心结果,但仍留下一个问题:天蛾究竟如何携带植物的花粉。
起初,研究人员试图用网捕捉昆虫,但天蛾在黑暗中轻易逃脱。直到使用光陷阱,研究团队才捕获到一只天蛾,其长长的吸食管(称为喙)上携带紧凑的花粉束(称为花粉块)。随后捕获了更多天蛾,来自五个物种的16只天蛾为实际的花粉传播提供了有力证据。
花朵内部,制造和接收花粉的部分紧密排列在花基底部。天蛾吸食时,其长喙可能沾上一小束花粉,并带到下一朵花。许多捕获的天蛾已经掉落部分花粉,表明它们在之前的访问中完成了授粉。由于花粉转移发生在喙尖端,即使花朵较短,也能与喙更长的昆虫配合。
实验室研究表明,天蛾在人类难以察觉的微光下仍能使用颜色信息。三种颜色通道在微光下保持活跃,因此对比度仍能引导天蛾在日落后找到花蜜。对于白花(茉莉藤属植物)而言,深色花蜜在微光下可能仍然可见。尽管这一假设尚未在该物种中得到证实,但它为黑花蜜在夜间的意义提供了合理解释。
有色花蜜出现在约67种开花植物中,似乎至少独立演化了15次。大多数已知案例与鸟类、蜥蜴或其他白天活动的动物有关,这些动物能直接观察花朵。这一历史使研究重点集中在白天系统,而夜间版本的研究大多未被触及。新研究将有色花蜜与天蛾联系起来,拓宽了可能注意到它的生物范围。
白天,其他访客也出现了,包括日本白眼和一只在少数花朵周围活动的弄蝶。弄蝶被发现携带完整的花粉束,表明植物不仅依赖一种访客。日本白眼反复吸食花朵,但研究团队无法确认它们是否传播了花粉。这种混合访客很重要,因为黑花蜜可能服务于更广泛的受众,而不仅仅是大多数地点占主导的天蛾。
依赖天蛾授粉的植物通常具有长而窄的花朵、淡色花瓣和强烈香气,以匹配这些昆虫的长喙。但这种植物打破了这一模式:其花管平均长约1.27厘米,而访客天蛾的喙要长得多。这种不匹配之所以有效,是因为关键接触发生在花管入口附近,喙尖在此沾上并掉落花粉。这种独特设计解释了为何不同天蛾物种都能参与同一夜间授粉路线。
黑花蜜仍未得到明确解释,研究未测试植物为何产生黑花蜜。千田素麻表示:“未来,我们希望以J. mucronata为模型,探索有色花蜜在夜间的适应性作用。”在答案揭晓前,这种颜色更多是一个尖锐线索,而非已解决的适应性问题。
夜间授粉容易被忽视,因为关键访问发生在观察者和相机通常离开的时候。长时间的黑暗观察改变了这一局面,使白花与黑花蜜成为夜间活跃系统的证据。这一发现还暗示,研究人员可能低估了颜色在低光下引导觅食的频率。这一可能性不仅限于一种藤本植物,因为缺失的夜间伙伴可能改变哪些花朵结果。在这些观察中,黑花蜜、白花瓣和盘旋的天蛾在日落后形成了一个有效的系统。未来对相关植物的比较将揭示,这种黑暗信号是否仅为天蛾演化,还是为混合群体而存在。
(原文标题:This Japanese plant produces jet-black nectar and scientists just discovered who's been drinking it)