花の色の変化
ランタナ・カマラの花序が花色の変化を見せている。黄色と白の花は開花したばかりで、マゼンタ色の花は開花が進み、受粉によってアントシアニンの生成が促進されている。 [ 1 ]
イポメア・インディカの花は、一日の終わりには鮮やかな青から薄紫色に変わります。 [ 2 ]
一日の間に色が変わるハイビスカス・ムタビリスの花

花の色の変化は、幅広い被子植物の分類群の花で見られ、年齢や受粉の成功に応じて色が変化します。[ 3 ] [ 4 ]

歴史

「花色の変化」という用語が初めて記録されたのは1877年、チャールズ・ダーウィン（1809年2月12日 - 1882年4月19日）が、同僚の博物学者フリッツ・ミュラー（1821年3月31日 - 1897年5月21日）からの手紙をイギリスの学際科学誌『ネイチャー』に転送した時のことである。ミュラーは、ブラジルの森林に生息するランタナの花色の変化に関連して、受粉のパターンと効率を記録した。現在では、花色の変化は複数回にわたって独立して進化し、分類群間で形態学的および生理学的差異を維持してきたことが分かっている。[ 5 ]

この現象は200年以上前に初めて言及されましたが、その生物学的関連性に関する研究はここ数十年で始まったばかりです。[ 6 ]

メカニズム

花の色の変化に関与する3つの主要な色素は、アントシアニン、カロテノイド、ベタレインです。色の変化は、アントシアニンの蓄積または減少、カロテノイドの蓄積または減少、ベタレインの蓄積のいずれかによって引き起こされる可能性があります。また、pHの上昇または低下によってアントシアニンや共色素が赤くなったり青くなったりすることでも、花の色の変化が引き起こされる可能性があります。

花の色の変化には誘導性と非誘導性があります。花によっては、花粉媒介者の訪問の有無にかかわらず一定の速度で色が変化するものもあれば、柱頭への花粉付着によって誘導されるものもあります。しかし、誘導性の花は、花粉媒介者の活動がなくても、老化によって最終的には色が変化します。

種によって、花の色の変化は花全体に及ぶ場合もあれば、局所的に起こる場合もあります。過去の研究では、蛾によって受粉する花は花全体の色の変化が起こりやすいのに対し、他の昆虫によって受粉する花は局所的な色の変化が起こりやすいことが分かっています。[ 7 ]

ルピナス属の一種の採餌性花粉媒介者。花序の先端には、旗弁の斑点が黄色になる開花期の見ごたえのある花が咲く。花序の下部には、花粉と蜜が少ないため、花粉媒介者には避けられる古い紫色の花が咲く。[ 8 ]

受粉

花は通常、受粉後に萎れてしまいますが、多くの被子植物は、性的な生存能力が失われた後も花を咲かせ続けます。この間、受粉に成功し報酬が減少した花は色の変化を起こすことがあり、これは花粉媒介者への合図となります。昆虫媒介者は、性的に生存可能で色の変化が起こっていない花を優先的に訪れます。[ 7 ]花粉媒介者はこれらの合図から花の段階を学習し、区別します。これにより、昆虫は報酬のある花に誘導され、花は受粉を受けるという双方にとって有益な結果が得られます。[ 5 ] [ 7 ]

植物の花序の大きさは、植物と花粉媒介者との相互作用において重要であることが示されている。目立たない小さな花序よりも、大きな花序の方が花粉媒介者に見られ、訪れる可能性が高くなる。いくつかの被子植物種は、追加の花を咲かせることなく花序を大きくすることが知られている。これらの種は、他の種ではしばしば落花してしまうような、古くて機能しない花を保持することで、必要な炭水化物の消費と、これらの組織を維持するために生じる水分の損失による植物のコストを削減している。[ 6 ] [ 9 ]

しかし、昆虫受粉植物にこれらの花が残っていると、柱頭への花粉付着が増加し、花粉が他の植物の胚珠を受粉させるために輸出されるため、繁殖成功率が向上するという潜在的な利点がある。[ 9 ]

花の色の変化の他の形態

老化は、受粉による誘導と並んで、花の色の変化の主な原因の一つです。被子植物の分類群によって老化までの時間は異なりますが、そのメカニズムは一般的にアントシアニンの生合成に関連しています。マツヨイセンノウ（Oenothera属）は、老化によって花色が変化する花の一般的な例です。マツヨイセンノウは夕方に開花し、白または黄色に見えますが、朝にはピンクまたはオレンジ色に色褪せます。[ 10 ]

花の色の変化は、pH値の上昇または低下によっても起こります。アジサイは、花におけるこの特定の化学変化のモデル属です。アジサイの花色素は土壌中のアルミニウムイオンの影響を受け、花の色が赤、ピンク、青、薄紫、濃紫へと変化します。[ 4 ]

マメ科の1つの亜科であるCaesalpinioideaeには、花びらの折り畳みによって花の色のパターンが変化する非化学的な例が1つ見つかっています。 [ 7 ]

参照

参考文献

  1. ^ RAM, HYM; MATHUR, G. (1984-11-01). 「ランタナ・カマラの花色変化」. Journal of Experimental Botany . 35 (11): 1656– 1662. doi : 10.1093/jxb/35.11.1656 . ISSN  0022-0957 .
  2. ^マロイ、マイク (2017年4月15日). 「モーニンググローリーの美しさは、輝かしい朝と色鮮やかな一日の一部」 Naples Daily News .
  3. ^ Ruxton, Graeme D; Schaefer, H Martin (2016年8月). 「花の色の変化は花粉媒介者への潜在的なシグナルとなるか」Current Opinion in Plant Biology . 32 : 96– 100. doi : 10.1016/j.pbi.2016.06.021 . ISSN 1369-5266 . PMID 27428780 .  
  4. ^ a b「アジサイに関する質問と回答」 2013年5月16日. 2013年5月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年5月11日閲覧。
  5. ^ a b Weiss, Martha R. (1991年11月). 「花の色の変化は花粉媒介者への手がかりとなる」. Nature . 354 (6350): 227– 229. Bibcode : 1991Natur.354..227W . doi : 10.1038/354227a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4363595 .  
  6. ^ a b Jones, C. Eugene; Cruzan, Mitchell B. (1999年2月). 「シカノコギリソウ（Lotus scoparius、マメ科）の花の形態変化と繁殖成功」. American Journal of Botany . 86 (2): 273– 277. doi : 10.2307/2656943 . ISSN 0002-9122 . JSTOR 2656943 .  
  7. ^ a b c d Weiss, Martha R.; Lamont, Byron B. (1997-05-13). 「花色の変化と昆虫による受粉：動的な関係」. Israel Journal of Plant Sciences . 45 ( 2–3 ): 185–199 . doi : 10.1080/07929978.1997.10676683 . ISSN 0792-9978 . 
  8. ^ Gori, David F. (1989年7月). 「Lupinus argenteus（マメ科）の花色変化：植物はなぜ、見返りのない花の位置を花粉媒介者に知らせるべきなのか？」. Evolution . 43 ( 4): 870– 881. doi : 10.2307/2409314 . ISSN 0014-3820 . JSTOR 2409314. PMID 28564205 .   
  9. ^ a b Cruzan, Mitchell B.; Neal, Paul R.; Willson, Mary F. (1988年5月). 「Incisa門の花序：雄雌の生殖成功への影響」. Evolution . 42 ( 3): 505– 515. doi : 10.2307/2409035 . ISSN 0014-3820 . JSTOR 2409035. PMID 28564003 .   
  10. ^てっぱぶと、矢田;大山欣一；近藤忠雄吉田久美(2018-07-12)。「老化時のマツヨイグサの花の花びらの色と化学成分の変化」。分子。23 (7): 1698。土井: 10.3390/molecules23071698。ISSN 1420-3049。PMC 6099532。PMID 30002287。   
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