第一朵花是在蜜蜂出现之前进化的——那么它们是如何变得如此耀眼的呢？
第一朵花是在蜜蜂出现之前进化的——那么它们是如何变得如此耀眼的呢？信用:Pixabay/CC0公共领域
（化石网cnfossil.com）据对话（阿德里安·戴尔、艾伦·多林、杰尔·加西亚和马尼·施雷斯塔）：五颜六色的花朵，以及在其令人眼花缭乱的展示中飞翔的昆虫和鸟类，是大自然的一大乐趣。但是花朵颜色和动物传粉者之间的早期关系是如何出现的呢？
在《皇家学会学报》上发表的一项研究中，我们通过分析当今蜜蜂祖先从花朵中觅食的视觉环境揭开了这个谜团。
我们测量并分析了从今天的花朵反射的光线，以及形成其自然背景的岩石、土壤、树枝、树皮和树叶。
根据这些数据，我们建立了计算机模拟，重现了第一朵花出现时的古代视觉环境。
昆虫的色觉先于花出现
今天，蜜蜂是包括粮食作物在内的开花植物的多产传粉者。蜜蜂使用基于紫外线、蓝色和绿色敏感光感受器（感光细胞）的色觉来检测和区分最有益的花朵。相比之下，大多数人使用对蓝色、绿色和红色敏感的光感受器来感知颜色。
当第一朵花在2.52亿至6600万年前的中生代进化时，蜜蜂的祖先必须确定自己的方向，保持稳定的飞行，避免碰撞，并在自然背景中寻找食物。我们怀疑它们的视觉系统可能受到进化的影响，以便在那种环境下有效地工作。
当第一批开花植物出现时，蜜蜂的祖先已经进化出了色觉——我们知道这种色觉贯穿了蜜蜂的进化史。
因此，虽然蜜蜂最初并不存在，但它们的祖先却存在。花朵的颜色很可能演变成我们今天看到的鲜艳颜色，以适应这种古老的视觉系统。与此同时，第一批蜜蜂成为最高效的传粉者。
模拟背景标记点的分布（棕色）；仅由昆虫授粉的澳大利亚花卉（蓝色）和仅由鸟类授粉的澳大利亚花卉（粉色）。该图允许比较植物信号的标记，这些标记是响应昆虫和鸟类视觉系统的压力而进化的，并系统地跨越模拟背景的标记。鸣谢:多林等人（2023年），皇家学会会报B
古代地球上的花背景是什么颜色？
澳大利亚是收集早期昆虫会看到的自然背景材料数据的理想地点，因为它是一个地质上古老的大陆。
我们从澳大利亚各地收集了背景样本，并使用一种名为分光光度计的工具测量了它们的反射特性。
我们使用这些数据创建了一个材料数据库，这些材料在1亿多年前——当第一朵花出现时——就会出现在飞行昆虫的视觉环境中。
花朵的颜色是根据蜜蜂的色觉进化而来的
对于我们收集的自然背景、昆虫和鸟类授粉的花朵，我们计算了标记点——在一个小波段内从表面反射的光强度的快速变化。
这些标记点识别彩色表面的关键视觉特征，我们可以使用它们对进化过程进行统计测试。
然后我们编写了计算机模拟来生成可能的花朵背景。通过分析它们的标记点，我们测试了今天的花朵在模拟背景下的可见性。
有趣的是，我们发现蜜蜂授粉的植物花瓣上标记点的分布清楚地表明这些花朵是“突出的”——也就是说，它们在自然背景中表现出更强的信号。
这一发现与先前的研究相吻合，研究表明在北半球和澳大利亚，开花植物进化出颜色信号以促进蜜蜂对颜色的感知。
最初的花朵可能是暗黄绿色的，最初由苍蝇授粉。然而，随着第一批具有调谐视觉系统的蜜蜂开始为花朵授粉，花朵很可能进化出新的颜色来匹配蜜蜂的视觉能力。
自然选择的过程似乎促使花朵颜色在授粉者眼中从背景中脱颖而出。
鸟类也参与其中
昆虫授粉进化数百万年后，鸟类开始成为访花者。鸟类视觉使用四种类型的彩色光感受器，它们可以看到蜜蜂在自然背景下不容易处理的长波长红色。
我们的分析证实，鸟类授粉的花朵比蜜蜂授粉的花朵进化出了更长波长的标记点。我们的新发现还表明，这些花与自然背景有系统的不同。
随着地球气候的变化，重要的是要考虑在一个没有蜜蜂的世界里生态系统和我们的食物生产系统可能会发生什么。我们了解授粉和植物繁殖是如何被改变的是至关重要的。
我们的研究表明，蜜蜂是花卉进化的主要驱动力。除非我们保护这些昆虫及其栖息地，否则我们将失去我们都喜欢和需要的生活的基本和美丽的方面。
