Nature|就是因为花朵的“蓝色光晕”，蜜蜂才能找到你（重磅推荐）
iNature：一系列花朵的花瓣具有重复的纳米结构模式，其在物种间显示相似的紊乱水平。 这种紊乱的程度产生了散落光的蓝色光环，有助于蜜蜂寻找鲜花。同时Nature及Science做了专题的评论，非常的有趣。
将遗传物质有效地传递给性伴侣的能力是进化的强大驱动力。 人类和其他可移动动的生物体已经发展，使得性伴侣相互吸引。 但植物等不能移动的物体必须依赖中介载体 - 例如在花粉中携带遗传物质的蜜蜂。 这些载体对于不能移动的植物的生存至关重要，并与它们有密切的联系【1,2】。Moyroud等人【3】报道，不同的开花植物产生“蓝色光晕”的颜色吸引大黄蜂（Bombus terrestris ）。
传粉者使用嗅觉和视觉线索的组合来找到花【4,5】，对于蜜蜂，花朵的颜色和形状可能是主要的关键性因素。然而，蜜蜂可以看到颜色的看法已经受到光受体和光谱敏感性研究【6,7】的挑战，这表明蜜蜂的“眼睛”对除了蓝色以外的大多数颜色相对不敏感。
蜜蜂采花
颜色通常来自吸收白光光谱的“颜料”分子，让其他物质通过，然后可见。蓝色似乎是由“颜料”单独制成的“困难”颜色，虽然其原因仍在观察之中。因此，与其他颜色相比，蓝色在开花植物（统称为被子植物）中相对不常见。
吸收光谱
是什么因素驱动许多花不是蓝色的问题，已经成为一个有趣的领域。非蓝色的花朵可以像蓝色那样有效地吸引蜜蜂，而这种能力似乎与大小，香味或明显的着色无关。因此，蜜蜂的成功和有效的找到花卉，可能有其他线索。
漂亮的花朵
被子植物的颜色也可能受到花瓣表面上重复的纳米结构模式的影响。阳光中的混合色谱与这些纳米结构基序相互作用，物理分离光谱，使得只有特定的波长被反射。图案之间的距离和尺寸确定输出颜色。蓝色可以通过这种结构着色过程容易地被显现出来，因为纳米结构的典型尺寸有利于散射蓝光。
散发着“蓝色光晕”的花朵
为了研究蜜蜂对被子植物的吸引力，Moyroud等人【3】仔细分析了十几种颜色不同，而且进化上相距遥远的花种的纳米结构。如预期的那样，花的表面显示出不同的纳米结构重复基序，导致不同的颜色或色调。作者证实以前的报告【8-10】表示，这些重复基序中的每一个的组织显示出一些障碍。令人惊讶的是，他们发现所有12种物种的紊乱水平都是相似的，因此独立于产生每朵花的原色或色调的基本纳米结构模式。因此，紊乱的程度似乎是进化上的保守的，也是另外物种常见的现象。这种现象可能源于一个共同的祖先，并通过各种进化分支传播，但不能排除这种现象独立发生了几次。
使用的12种花
进化上纳米结构紊乱的好处是什么？ Moyroud等假设，不是缺陷，而是与清晰的视觉输出和功能相关联。实际上，他们继续证明，当阳光射入某些角度的花朵时，无序纳米结构产生蓝色的“光晕”。光环（人眼可以看出最深刻的是深色花瓣）似乎与花的基色混合。
表皮条纹的光学和解剖学特性
Moyroud等表明，蓝色的光环是蜜蜂最喜欢的那种颜色。作者创造出合成花，其具有设计用于模拟产生蓝色光晕的紊乱的小表面光栅。然后他们用大黄蜂进行行为实验，测量其觅食速度和对合成花的访问次数。蜜蜂被吸引到具有蓝色光环的合成花，而不是没有它们的那些。最后，研究人员测试了蓝色光环将蜜蜂吸引到三种不同基色的合成花的能力，以评估对比背景的影响。蓝色背景对蜜蜂最有吸引力。研究人员的数据在一起提供了全面的证据，即蓝光环是吸引蜜蜂的关键视觉信号。
人造合成花
因此，一个谜已经解决了。由于各种生态学原因可能会有不同的基色，从吸引或排斥生物到散射“有害”光谱的花，也可以有一个明显的蓝色光环来吸引蜜蜂。蓝色光环源于有序无序的进化过程，可能在被子植物谱系的整个进化过程中被保留，确保了数百万年的繁殖成功。
蜜蜂对于蓝光的应答作用
Moyroud和同事的论文汇集了多个学科 - 蜜蜂行为生态学，植物进化生物学，光学建模和材料科学。这种不寻常的专业合并使得这项工作具有吸引力，因为它使研究人员能够以最可靠的方式对这一基本生物过程进行观察。
这项研究显然具有生态学意义。在未来，可能使用生物素合成的表面或具有强蓝色光晕的选定花种可以更好地管理蜂群体和授粉成功。然而，首先需要确定蓝光在自然条件下的相关性。此外，确定光环对于吸引其他昆虫的重要性（如果有的话）将是有趣的。不是被蜜蜂授粉的植物，也会使用蓝色光晕吗？所有的植物都会用蓝色吸引猎物吗？还有很多可以了解这种光学现象的生态价值。
延伸阅读：
原文链接
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature24155.html
http://www.sciencemag.org/news/2017/10/flower-petals-have-blue-halos-attract-bees
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature24285.html
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参考文献
1. Balamurali, G. S., Krishna, S. & Somanathan, H. Curr. Sci. India 108, 1852–1861 (2015).
2. Bukovac, Z. et al. Evol. Ecol. 31, 153-172 (2017).
3. Moyroud, E. et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature24285 (2017).
4. Chittka, L. & Raine, N. E. Curr. Opin. Plant. Biol. 9, 428–435 (2006).
5. Leonard, A. S. & Masek, P. J. Comp. Physiol. A 200, 463–474 (2014).
6. Bukovac, Z. et al. J. Comp. Physiol. A 203, 369–380 (2017).
7. Dyer, A. G. & Chittka, L. J. Comp. Physiol. A 190, 105–114 (2004).
8. Vignolini, S. et al. New Phytol. 205, 97–101 (2015).
9. Whitney, H. M. et al. Science 323, 130–133 (2009).
10. Whitney, H. M., Reed, A., Rands, S. A., Chittka, L. & Glover, B. J. Curr. Biol. 26, 802–808 (2016).
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