为什么从来没见到黑色花？

冷梅

红色、黄色、粉色……为什么从来没见到黑色花？科普中国网
2022年11月30日 10:23:37 来自北京
   当我们去逛花卉市场时，总会看到一些黑色花朵，这些黑色花朵和红色、黄色花朵相比可能并不惹人喜欢，但走近一看价格却很高。
这是因为这些黑色花朵几乎都是来自于人工培育的品种，并且在自然界中并不常见，所以价格自然也会高一些。

鲜花市场中各色的花朵，其中不乏黑色花朵的身影。图库版权图片，不授权转载

仔细回想一下，你可能会意识到，我们几乎从未在自然界中见过“纯天然”的黑色花朵……这是为什么？为何自然界中黑色的花朵如此之少？
关于这一问题，人们提出过两种假说。

01

假说一：

花朵也怕“晒伤”

不知道你有没有注意过，当我们穿着黑色衣服走在烈日下的时候，总是比穿白色衣服感觉更热。这是因为黑色的物体会吸收几乎所有自然光（比如紫外线、可见光和红外线），而被吸收的红外线，往往会让黑色物体的温度升高，从而变热。
持第一种假说的人认为，之所以自然界中缺少黑色的花朵，是因为黑色的花朵也会吸收太阳照射来的几乎所有色光，使自身迅速升温，然后受到灼伤，进而凋亡。我们姑且称这种假说为“灼伤”假说。
“灼伤”假说从物理学的角度解释“黑色花朵”问题，虽然有一些道理，但也有人提出了质疑。
质疑者认为，如果真是因为黑色的花朵会被“灼伤”，所以自然界中缺少黑色花朵，那为什么在阳光稀少的林荫区域依然很少见到黑色的花朵呢？在没有了阳光的威胁后，林荫区域应该会有大量的黑色花朵才对。
而事实是，除了天南星科的一些紫到发黑的佛焰苞外，在林荫地中并没有其他典型的黑色花朵了。

天南星科中日本臭菘的佛焰苞，图片来源：Wikipedia

此外，随着园艺的不断发展，园艺爱好者已经培育出了不少黑色花朵，比如在逛花店时看到的那些“高贵”的黑色花朵，它们也都是在阳光下栽培的，但并没有因为阳光的照耀而灼伤。

黑色郁金香。图库版权图片，不授权转载。

由此可见，“灼伤”假说考虑的并不是很全面。接下来，我们再来看看第二种假说。

02

假说二：

花朵的“好朋友”

第二种假说的角度与第一种有所不同，支持者从物种演化的角度来看待“黑色花朵”问题。
由于植物无法自由移动，所以它们需要利用花朵吸引各种动物帮助自己传粉，比如蜜蜂。第二种假说即认为，蜜蜂可能会是“为何自然界中缺少黑色花朵”这一问题的答案，我们可以称之为“蜜蜂”假说。

吸引了蜜蜂的花朵。图库版权图片，不授权转载

作为动物传粉的中坚力量，蜜蜂与花朵的渊源非常深远。
如果我们将时间回溯到 1.3 亿年前，会发现那是开花植物在地球上开始涌现的时间点，同时，也是蜜蜂正在进行着演化的时期。1.3 亿年的时间，都没有让黑色花朵在自然界中有大量积累，这与蜜蜂作为传粉者对花朵进行的选择或许是离不开的。
对于自然界中的生物来说，它们的演化是完全随机的，生物体可能会演化出各种形状、色彩和结构，然而只有通过自然选择，适应自然环境的生物才能留存下来。而重要的传粉者——蜜蜂，它们的喜好对植物来说就是一种选择压力。
那么，蜜蜂是如何选择花朵的？它们为何忽略了黑色？是因为它们眼中有更加多彩的世界吗？

蜜蜂看到的世界，也是如此多彩吗？图库版权图片，不授权转载。

对于蜜蜂是否能看到多彩的世界这一问题，奥地利动物行为学家卡尔·冯·弗里希早在 1914 年就通过实验得到了答案：蜜蜂是有彩色视觉的，它们眼中的世界确实是彩色的。弗里希的实验操作并不复杂，步骤如下：
弗里希先在蓝色纸片上涂满蜂蜜，让蜜蜂“知道”蓝色的纸片可以提供蜂蜜，从而将蜜蜂与蓝色纸片建立联系，也就是训练蜜蜂；
弗里希再将没有蜂蜜的蓝色纸片放在许多灰色纸片之中，这些灰色纸片的灰度都有所不同；
随后，就是将训练后的蜜蜂放在这些纸片中，让它们自由移动并对它们进行观察。观察可能会产生的结果有两种：
如果蜜蜂不具有彩色视觉，那么它们将无法分清蓝色和与蓝色灰度相近的灰色纸片，于是蜜蜂落在蓝色纸片和与蓝色纸片灰度相同的灰色纸片上的数量应该是相同的；
如果蜜蜂具有彩色视觉，那么它们将会只降落在蓝色的纸片上。
经过观察，发现实验结果非常明显，受过训练的蜜蜂只降落在了蓝色的纸片上，证明蜜蜂是具有彩色视觉的。

后来学者模仿弗里希进行的实验，可以看到蜜蜂降落在蓝颜色的纸片上，以及实验得到的蜜蜂彩色视觉范围。图片来源：参考文献[1]

后来又有学者通过电生理技术对蜜蜂的视觉进行测试，发现蜜蜂的可见光波长范围在 300 纳米至 650 纳米间，并且发现蜜蜂的复眼中有三种感光细胞，分别对三个波长的光线最为敏感，分别是：波长为 335 纳米的紫外线、波长为 435 纳米的蓝色光和波长为 540 纳米的绿色光。
学者们普遍认为，蜜蜂之所以会被花朵吸引，主要是因为蜜蜂会被紫外线吸引，以及它们是能看到花朵反射出来的紫外线的。在介绍第一种假说时我们了解到，黑色会吸收包括紫外线、可见光和红外线的几乎所有光。换句话来说，黑色反射这些光线的效率极低，所以黑色花朵在蜜蜂眼里就不那么有吸引力，即便 1.3 亿年间出现了黑色的花朵，它们也会被蜜蜂“忽略”掉，无法指望蜜蜂来帮它们传粉。
但其实除了紫外线，蜜蜂还会被花朵的气味吸引，所以也不能只从颜色的角度来断言蜜蜂完全不会为黑色花朵传粉。

03

孰对孰错

两种假说虽然各有各的道理，但是都存在一些没有考虑周全的地方。关于“为何大自然缺少黑色花朵”这一问题，还需要有更多、更深入的研究。虽然假说并不完备，但提出假说至少可以让我们可以从更多的角度去思考我们遇到的问题。
最后，我们在讨论“灼伤”假说时提到了自然界中为数不多的接近黑色的花朵——林荫地中天南星科紫到发黑的佛焰苞。
在这里给大家留一个小思考，猜猜它们是由哪些昆虫来传粉的？一个小提示：它们的气味似乎不那么让人愉悦[2]。

希腊克里特岛上的某种天南星科疆南星属植物（Arum purpureospathum）图片来源：Nicholas Turland