Změna květinové barvy - Floral color change

Lantana camara květenství zobrazení změny květinové barvy. Žluté a bílé květy jsou nově otevřeny, zatímco purpurové květy jsou starší a byly vyvolány opylováním, aby se vytvořilo více antokyanů.[1]

Květiny v široké škále krytosemenná rostlina taxony procházejí barevnou změnou spojenou s jejich věkem nebo po úspěšném provedení opylení.[2][3] První písemný záznam o semestru změna květinové barvy bylo v roce 1877, kdy Charles Darwin (12. února 1809 - 19. dubna 1882) předal dopis od svého kolegu, přírodovědce Fritz Müller (31. března 1821 - 21. května 1897) do britského multidisciplinárního vědeckého časopisu, Příroda. Müller dokumentoval vzorce a účinnost opylování ve vztahu ke změně květinové barvy, ke které došlo v roce Lantana květiny nalezené v brazilských lesích. Nyní se rozumí, že změna květinové barvy se několikrát vyvinula samostatně a udržovala morfologické a fyziologické rozdíly mezi taxony.[4] Ačkoli tento fenomén byl poprvé zmíněn před více než 200 lety, výzkum jeho biologické relevance se objevil až v posledních několika desetiletích.[5]

Mechanismy

Tři hlavní pigmenty podílející se na změně květinové barvy jsou antokyany, karotenoidy, a betalainy. K barevným změnám může dojít některým z následujících způsobů; akumulace nebo ztráta antokyanů, akumulace nebo ztráta karotenoidů nebo akumulace betalainů. Změna květinové barvy může být také způsobena zvýšením nebo snížením pH, které způsobí zčervenání / zmodrání antokyanů a ko-pigmentů.

Změna květinové barvy může být indukovatelná nebo neindukovatelná. Některé květiny změní barvu stejnou rychlostí bez ohledu na návštěvnost opylovače, zatímco jiné mohou být vyvolány usazováním pylu na stigmatu. Avšak indukovatelné květiny nakonec změní barvu kvůli stárnutí i bez aktivity opylovače.

V závislosti na druhu může změna květinové barvy ovlivnit celou květinu nebo k ní může dojít v lokalizovaných částech. Předchozí výzkum zjistil, že u květů opylovaných můry je větší pravděpodobnost, že budou mít změny celé barvy květu, zatímco u jiných květů opylovaných hmyzem je pravděpodobnější, že budou mít místní změny barev.[6]

Pásový opylovač druhu v Lupinus rod. Na vrcholu květenství jsou vděčné květiny syntéza kde je místo na okvětním lístku žluté. Na dně květenství jsou starší fialové květy, kterým se opylovači obvykle vyhýbají, protože obsahují méně pylu a nektaru.[7]

Opylování

Zatímco květiny po opylení obvykle vadnou, mnoho taxonů krytosemenných rostlin si udržuje své květy i poté, co jejich sexuální životaschopnost skončila. Během této doby mohou květiny, které byly úspěšně opylovány a mají snížené odměny, podléhat barevným změnám, které působí jako signál pro jejich opylovače. Opylovači hmyzu přednostně navštěvují květiny, které jsou sexuálně životaschopné a neprošly změnou barvy.[6] Opelovači se z těchto signálů, které prospívají oběma stranám, naučí a diskriminují květinová stádia tím, že umožní, aby byl hmyz veden ke květinám, které jsou odměňující, zatímco květiny jsou opylovány.[4][6]

Ukázalo se, že velikost květinové expozice rostliny je důležitá ve vztahu k interakcím mezi rostlinami a opylovači. Větší květinové displeje jsou pravděpodobnější, že je uvidí a navštíví jejich opylovači, než malé nenápadné květinové displeje. Je známo, že několik druhů krytosemenných rostlin zvyšuje své květinové zobrazení, aniž by vytvářelo další květiny. Tyto druhy toho dosahují udržováním starších nefunkčních květin, které by často byly absurdní u jiných druhů snížit náklady na rostlinu, která pochází z potřebných sacharidů a ztráty vody, ke kterým dochází při udržování těchto tkání.[5][8] Pokud se však tyto květiny udrží na rostlinách opylovaných hmyzem, existují potenciální výhody zvýšeného reprodukčního úspěchu prostřednictvím zvýšené depozice pylu na stigmy a vývoz pylu k oplodnění vajíček jiných rostlin.[8]

Jiné formy změny květinové barvy

Senescence je jednou z hlavních příčin změny květinové barvy spolu s indukcí opylováním. I když taxony krytosemenných rostlin vykazují kolísání v době, po kterou je zapotřebí stárnutí, mechanismus je obvykle spojen s biosyntézou antokyanů. Večerní prvosenka v rodu Oenothera jsou běžným příkladem květů, které v důsledku stárnutí procházejí barevnými změnami. Oenothera bude kvést večer a bude vypadat jako bílá nebo žlutá a do rána vyblednou do růžové nebo oranžové.[9]

Změna květinové barvy může být také důsledkem zvýšení nebo snížení pH. Hortenzie je modelový rod pro tuto konkrétní chemickou změnu v květinách. Květinové pigmenty v Hortenzie jsou ovlivněny přítomností hliníkových iontů v půdě, což způsobuje změny barvy květu od červené, růžové, modré, světle fialové nebo tmavě fialové.[3]

Uvnitř byl nalezen jeden nechemický příklad Caesalpinioideae, jediná podskupina Fabaceae kde skládání okvětní lístky způsobit změny barevných vzorů květů.[6]

Reference

  1. ^ RAM, H. Y. M .; MATHUR, G. (01.11.1984). "Změny barvy květu v Lantana camara". Journal of Experimental Botany. 35 (11): 1656–1662. doi:10.1093 / jxb / 35.11.1656. ISSN  0022-0957.
  2. ^ Ruxton, Graeme D; Schaefer, H Martin (srpen 2016). "Změna květinové barvy jako potenciální signál pro opylovače". Aktuální názor na biologii rostlin. 32: 96–100. doi:10.1016 / j.pbi.2016.06.021. ISSN  1369-5266. PMID  27428780.
  3. ^ A b „Hydrangea Otázky a odpovědi“. 16. 05. 2013. Archivovány od originál dne 16. 05. 2013. Citováno 2020-05-11.
  4. ^ A b Weiss, Martha R. (listopad 1991). "Květinové barvy se mění jako podněty pro opylovače". Příroda. 354 (6350): 227–229. doi:10.1038 / 354227a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4363595.
  5. ^ A b Jones, C. Eugene; Cruzan, Mitchell B. (únor 1999). „Květinové morfologické změny a reprodukční úspěch u plevelů jelenů (Lotus scoparius, Fabaceae)“. American Journal of Botany. 86 (2): 273–277. doi:10.2307/2656943. ISSN  0002-9122. JSTOR  2656943.
  6. ^ A b C d Weiss, Martha R .; Lamont, Byron B. (1997-05-13). „Květinová změna barvy a opylování hmyzem: dynamický vztah“. Israel Journal of Plant Sciences. 45 (2–3): 185–199. doi:10.1080/07929978.1997.10676683. ISSN  0792-9978.
  7. ^ Gori, David F. (červenec 1989). „Změna květinové barvy u Lupinus argenteus (Fabaceae): Proč by měly rostliny inzerovat místo nevhodných květů opylovačům?“. Vývoj. 43 (4): 870–881. doi:10.2307/2409314. ISSN  0014-3820. JSTOR  2409314. PMID  28564205.
  8. ^ A b Cruzan, Mitchell B .; Neal, Paul R .; Willson, Mary F. (květen 1988). "Květinový displej v Phyla Incisa: Důsledky pro mužský a ženský reprodukční úspěch". Vývoj. 42 (3): 505–515. doi:10.2307/2409035. ISSN  0014-3820. JSTOR  2409035. PMID  28564003.
  9. ^ Teppabut, Yada; Oyama, Kin-ichi; Kondo, Tadao; Yoshida, Kumi (12.7.2018). „Změna barvy okvětních lístků a chemických složek květů Oenothera během stárnutí“. Molekuly. 23 (7): 1698. doi:10,3390 / molekuly 23071698. ISSN  1420-3049. PMID  30002287.