撰文 / 史軍

本文來自《知識就是力量》雜志

平時去公園賞花時，不知您有沒有發現，有一種花本身就帶有多種色彩，近些年來逐漸占據花壇，這種花多半是三色堇。‍

堇菜家族的明星

三色堇一朵花上有三種顔色（通常是藍色、黃色和栗色），故稱三色堇。雖然今天被廣泛應用于園林綠化中，但它其實并不是中國原生的植物，它的老家在歐洲。在很久之前，三色堇就因為花朵比較大，色彩奇特，而被人類請到了苗圃之中。

選擇不同顔色的花朵布置花壇

三色堇與我們時經常看到的各種堇菜同屬于堇菜科堇菜屬，在長江以北，常見的堇菜就是紫花地丁和早開堇菜。說來有趣，紫花地丁和早開堇菜經常生長在馬路牙子上，當這些堇菜開放時，就像為道路鑲上了花邊。不過，這些花來得快，去得也快，遠不如三色堇忠于職守，因此，一年中可以長時間貢獻花朵的三色堇自然就成了園丁的寵兒。

紫花地丁

盡管花朵的個頭和顔色都存在極大差别，但是堇菜屬植物有一個共同的特征，那就是有一片特别的花瓣拖着一條空心“小尾巴”——這是一個叫花瓣距的結構，裡面藏着堇菜屬植物為傳粉昆蟲準備的花蜜。

問題來了，花蜜都被隐藏起來了，昆蟲怎麼會知道從哪兒下嘴呢？

花瓣上面有信标

如果我們仔細觀察，就會發現三色堇的花瓣上有像貓胡須一樣的條紋，看起來與做鬼臉的小醜謎之相似，因此收獲了“鬼臉花”的昵稱。其實，這些貓胡須條紋對三色堇的傳宗接代非常重要——它們是引導蜜蜂找到花蜜的指路牌。

貓胡須一樣的條紋是引導蜜蜂找到花蜜的指路牌

這種引路的标示被稱為蜜導，這是在植物界中廣泛分布的信号标志。像各種堇菜花瓣上的條紋、百合花花瓣上的斑點、還有鸢尾花上的黃斑都是蜜導，起着引導動物找到花蜜的作用。

百合花花瓣上的斑點也是蜜導

既然蜜導信号可以有效吸引動物，有些植物就動起了腦筋。像硬葉兜蘭就在自己的花朵上布置了類似百合花蜜導的斑點，但是硬葉兜蘭的花朵上沒有一滴花蜜。那些被假蜜導欺騙的昆蟲不僅得不到一絲好處，還必須為硬葉兜蘭傳播花粉，讓人不得不驚歎植物的智慧。

硬葉兜蘭在自己的花朵上布置了類似百合花蜜導的斑點（供圖/史軍）

調色盤是如何工作的

既然不同的顔色可以承擔不同的功能，那麼花朵上的不同顔色又是從何而來的呢？

花朵的顔色自然是來自于不同色素，通常來說包括葉綠素、花青素和類胡蘿蔔素，而花朵鮮豔的顔色主要是由花青素和類胡蘿蔔素形成的。在這裡需要特别說明的是，花青素并不是一種植物色素，而是一類色素的通稱。矢車菊素、飛燕草素、錦葵色素、天竺葵素、芍藥色素和矮牽牛素是常見的6種花青素。雖然這些色素都有随酸堿變化而改變顔色的特性，但是它們在同一酸堿環境下依然存在一些區别。

不同顔色的三色堇

海南大學的研究人員通過研究發現，三色堇花瓣色斑區的主要色素是矢車菊素與飛燕草素，其中矢車菊素是主要成分，占82.94%，飛燕草素占17.06%。在通常的花朵細胞中，矢車菊素呈紅色，而飛燕草素呈藍色，不同色素的搭配，配合特殊的酸堿度，形成了特殊的花斑區，區别于藍色的特殊顔色。

那麼花朵不同部位的色素分布為什麼會存在差異呢？一些因為特殊變異産生的雙色花朵為我們提供了極好的研究材料。

雙色花朵的成因

最近幾年，有些桃樹的相鄰枝條上會出現同時開出紅色和白色的花朵，甚至在一朵桃花上有些花瓣是白色的，有些花瓣是粉色的情況。如果前一種情況可以用嫁接勉強解釋的話，那麼後一種情況是萬萬無法用“人工嫁接手法”解釋的。

桃花顔色多為白色、粉色，但也有雜色

中國科學院武漢植物園的科研人員為我們揭示了雙色桃花的秘密。與絕大多數花朵一樣，桃花的花青素也在細胞質内合成，然後被轉運到液泡中積累，最終呈現出特殊的顔色。而出現雜色的桃花花瓣，恰恰是因為花青素轉運過程出了問題。研究人員克隆了控制桃花雜色表型基因Riant，該基因編碼一種花青素轉運體，負責将花青素向液泡中轉運。

那些開白花枝條就是因為Riant基因出了問題，在這個基因編碼區被“意外”插入了兩個堿基，引起了移碼突變，導緻這個基因功能喪失，變成了假基因（被命名為riant）。結果就是，在細胞質中合成的花青素無法向液泡中轉運、積累，花瓣呈白色。

有趣的是，研究發現這個突變基因還有可能重獲新生，當假基因（riant基因）缺失2個堿基或插入1個堿基，這個基因就能恢複原來的功能。在自然條件下，帶有riant基因的桃花産生芽變的幾率還挺高，這就是我們經常看到雙色桃花的原因。

看不見的花朵

雖然堇菜屬植物在花朵上花了很多小心思，又是藏花蜜，又是“畫”蜜導，但是這并不能保證堇菜擁有100%的繁殖成功率。在各種天氣因素的影響下，植物總會碰上昆蟲稀少無法有效傳播花粉的時候，别着急，堇菜屬植物還有備用方案。

原來，堇菜屬植物還準備了醜醜的備用花朵，這些花朵壓根就沒有花瓣，它們的雌蕊和雄蕊緊緊地貼合在一起，通過自花授粉産生種子。雖然自花授粉會影響後代的遺傳多樣性，但是有總比沒有好，作為備用方案，堇菜屬植物的這個做法堪稱高招了。

一朵路邊的普通小花藏着很多生命的秘密，就像世界缤紛雜亂的色彩背後，也藏着萬物運轉的基本原理，而這一切都需要我們去不斷探索，隻有這樣，我們才能擁有更美好的生活和未來。

本文來自《知識就是力量》雜志，刊載于2020年7月，原文題目《三色堇——一塊活着的調色盤》，作者史軍，有删改，轉載請注明來源。