紅色、黃色、粉色 為什麼從來沒見到黑色花？

當我們去逛花卉市場時，總會看到一些黑色花朵，這些黑色花朵和紅色、黃色花朵相比可能並不惹人喜歡，但走近一看價格卻很高。

這是因為這些黑色花朵幾乎都是來自於人工培育的品種，並且在自然界中並不常見，所以價格自然也會高一些。

鮮花市場中各色的花朵，其中不乏黑色花朵的身影。

仔細回想一下，你可能會意識到，我們幾乎從未在自然界中見過“純天然”的黑色花朵……這是為什麼？為何自然界中黑色的花朵如此之少？

關於這一問題，人們提出過兩種假說。

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假說一：

花朵也怕“晒傷”

不知道你有沒有注意過，當我們穿着黑色衣服走在烈日下的時候，總是比穿白色衣服感覺更熱。這是因為黑色的物體會吸收幾乎所有自然光（比如紫外線、可見光和紅外線），而被吸收的紅外線，往往會讓黑色物體的溫度升高，從而變熱。

持第一種假說的人認為，之所以自然界中缺少黑色的花朵，是因為黑色的花朵也會吸收太陽照射來的幾乎所有色光，使自身迅速升溫，然後受到灼傷，進而凋亡。我們姑且稱這種假說為“灼傷”假說。

“灼傷”假說從物理學的角度解釋“黑色花朵”問題，雖然有一些道理，但也有人提出了質疑。

質疑者認為，如果真是因為黑色的花朵會被“灼傷”，所以自然界中缺少黑色花朵，那為什麼在陽光稀少的林蔭區域依然很少見到黑色的花朵呢？在沒有了陽光的威脅後，林蔭區域應該會有大量的黑色花朵才對。

而事實是，除了天南星科的一些紫到發黑的佛焰苞外，在林蔭地中並沒有其他典型的黑色花朵了。

天南星科中日本臭菘的佛焰苞，圖片來源：Wikipedia

此外，隨着園藝的不斷發展，園藝愛好者已經培育出了不少黑色花朵，比如在逛花店時看到的那些“高貴”的黑色花朵，它們也都是在陽光下栽培的，但並沒有因為陽光的照耀而灼傷。

由此可見，“灼傷”假說考慮的並不是很全面。接下來，我們再來看看第二種假說。

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假說二：

花朵的“好朋友”

第二種假說的角度與第一種有所不同，支持者從物種演化的角度來看待“黑色花朵”問題。

由於植物無法自由移動，所以它們需要利用花朵吸引各種動物幫助自己傳粉，比如蜜蜂。第二種假說即認為，蜜蜂可能會是“為何自然界中缺少黑色花朵”這一問題的答案，我們可以稱之為“蜜蜂”假說。

作為動物傳粉的中堅力量，蜜蜂與花朵的淵源非常深遠。

如果我們將時間回溯到 1.3 億年前，會發現那是開花植物在地球上開始湧現的時間點，同時，也是蜜蜂正在進行着演化的時期。1.3 億年的時間，都沒有讓黑色花朵在自然界中有大量積累，這與蜜蜂作為傳粉者對花朵進行的選擇或許是離不開的。

對於自然界中的生物來說，它們的演化是完全隨機的，生物體可能會演化出各種形狀、色彩和結構，然而只有通過自然選擇，適應自然環境的生物才能留存下來。而重要的傳粉者——蜜蜂，它們的喜好對植物來說就是一種選擇壓力。

那麼，蜜蜂是如何選擇花朵的？它們為何忽略了黑色？是因為它們眼中有更加多彩的世界嗎？

對於蜜蜂是否能看到多彩的世界這一問題，奧地利動物行為學家卡爾·馮·弗里希早在 1914 年就通過實驗得到了答案：蜜蜂是有彩色視覺的，它們眼中的世界確實是彩色的。弗里希的實驗操作並不複雜，步驟如下：

弗里希先在藍色紙片上塗滿蜂蜜，讓蜜蜂“知道”藍色的紙片可以提供蜂蜜，從而將蜜蜂與藍色紙片建立聯繫，也就是訓練蜜蜂；

弗里希再將沒有蜂蜜的藍色紙片放在許多灰色紙片之中，這些灰色紙片的灰度都有所不同；

隨後，就是將訓練後的蜜蜂放在這些紙片中，讓它們自由移動並對它們進行觀察。觀察可能會產生的結果有兩種：

如果蜜蜂不具有彩色視覺，那麼它們將無法分清藍色和與藍色灰度相近的灰色紙片，於是蜜蜂落在藍色紙片和與藍色紙片灰度相同的灰色紙片上的數量應該是相同的；

如果蜜蜂具有彩色視覺，那麼它們將會只降落在藍色的紙片上。

經過觀察，發現實驗結果非常明顯，受過訓練的蜜蜂只降落在了藍色的紙片上，證明蜜蜂是具有彩色視覺的。

後來學者模仿弗里希進行的實驗，可以看到蜜蜂降落在藍顏色的紙片上，以及實驗得到的蜜蜂彩色視覺範圍。圖片來源：參考文獻[1]

後來又有學者通過電生理技術對蜜蜂的視覺進行測試，發現蜜蜂的可見光波長範圍在 300 納米至 650 納米間，並且發現蜜蜂的複眼中有三種感光細胞，分別對三個波長的光線最為敏感，分別是：波長為 335 納米的紫外線、波長為 435 納米的藍色光和波長為 540 納米的綠色光。

學者們普遍認為，蜜蜂之所以會被花朵吸引，主要是因為蜜蜂會被紫外線吸引，以及它們是能看到花朵反射出來的紫外線的。在介紹第一種假說時我們了解到，黑色會吸收包括紫外線、可見光和紅外線的幾乎所有光。換句話來說，黑色反射這些光線的效率極低，所以黑色花朵在蜜蜂眼裡就不那麼有吸引力，即便 1.3 億年間出現了黑色的花朵，它們也會被蜜蜂“忽略”掉，無法指望蜜蜂來幫它們傳粉。

但其實除了紫外線，蜜蜂還會被花朵的氣味吸引，所以也不能只從顏色的角度來斷言蜜蜂完全不會為黑色花朵傳粉。

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孰對孰錯

兩種假說雖然各有各的道理，但是都存在一些沒有考慮周全的地方。關於“為何大自然缺少黑色花朵”這一問題，還需要有更多、更深入的研究。雖然假說並不完備，但提出假說至少可以讓我們可以從更多的角度去思考我們遇到的問題。

最後，我們在討論“灼傷”假說時提到了自然界中為數不多的接近黑色的花朵——林蔭地中天南星科紫到發黑的佛焰苞。

在這裡給大家留一個小思考，猜猜它們是由哪些昆蟲來傳粉的？一個小提示：它們的氣味似乎不那麼讓人愉悅^[2]。

希臘克里特島上的某種天南星科疆南星屬植物（Arum purpureospathum）圖片來源：NicholasTurland

參考文獻：

[1] Charles Henry Turner and the cognitive behavior of bees. Martin GIURFA, Anaclara Giurfa de BRITO, Tiziana Giurfa de BRITO, Maria Gabriela de BRITO SANCHEZ

[2] 劉德鑫, 王青鋒, 楊春鋒 (2022) 天南星科植物的花多樣性與傳粉策略. 生物多樣性, 30, 21426.

作者｜Taoryl

審核｜王康 國家植物園北園科普館館長 教授級高工；姚遠中國農業科學院蜜蜂研究所副研究員

（科普中國）