花和传粉者

如果你花点时间去观察一个有开花植物的花园，你可能会看到一些动物在花丛中觅食，包括蜜蜂、蝴蝶、甲虫和鸟类。这些生物很可能正在花中寻找食物花蜜．当这些动物从一朵花飞到另一朵花时，它是在帮助植物繁殖授粉他们。传粉动物采摘和运输花粉谷物可以施肥胚珠下一朵花。花粉粒和胚珠是一种特殊的细胞，当它们通过授粉过程结合在一起时，就会形成果实。

但是动物是如何选择去拜访哪些花的呢?与人类类似，传粉者有视觉和嗅觉等感官，它们可以用来识别花朵。它们还可以了解含有食物的花的颜色和气味。如果它们记住了这些信号，它们就可以选择接下来应该去哪朵花，这有助于它们尽可能有效地获取食物。

所有的花都可靠吗?

并不是所有的花都为传粉者提供花蜜。一些欺骗的花朵欺骗传粉者为它们授粉，而不提供任何食物[1］．这些所谓的欺骗性花在很久以前就被发现了，科学家们对它们感兴趣已经很多年了。但是，同样的方式，传粉者可以学习某些颜色和气味表明存在关于食物，它们也能知道欺骗花朵发出的信号意味着里面没有食物。因此，这些欺骗的植物需要策略来欺骗传粉者为它们授粉。

植物欺骗传粉者主要有两种策略。首先，欺骗性的花可以模仿其他花的颜色和气味做为授粉昆虫提供食物。让我们称之为模仿策略。其次，欺骗的花朵可以展示一般的信号，比如诱人的颜色和气味，这些信号不模仿任何其他特定的花朵，而是向传粉者发出可能存在食物的信号。让我们称之为一般信号策略。

遵循一般信号策略的植物通常以不同的形式开花[1］．例如，同一欺骗物种的单株植物可能开不同颜色的花——例如，一株植物开红色的花，另一株开白色的花。同一种花的这些差异被称为多态性，它们不仅可以与颜色发生，也可以与气味发生!20世纪70年代，一位名叫贝恩德·海因里希(Bernd Heinrich)的科学家假设，具有多态性的花可能有助于欺骗植物，因为传粉者很难知道所有不同的花都不含有食物[2］．换句话说，传粉者必须访问每一朵不同的花意识到没有可用的食物，在这个过程中，植物更有可能被授粉。聪明,对吧? !

作弊机制调查

基于海因里希的想法，我们决定调查在没有食物的情况下展示不同颜色的花朵是否会混淆授粉昆虫(图1)，这样他们就会访问更多的花，而不是所有欺骗的花都是相同的颜色。为了研究这一点，我们使用了一种具有颜色多态性的欺骗性兰花的例子，它同时开白色和紫色的花(图2一个) [3.］．在巴西，许多蜜蜂都会造访这种兰花，包括一种有趣的品种，它在大小(小得多)、颜色(全黑)和没有毒刺(图2 b)．我们用这种蜜蜂做实验。

多年来，科学家们已经知道蜜蜂可以看到颜色。4］．所以，我们使用了一种特殊的设备来测量兰花的确切颜色，这样我们就可以在实验中重现这些颜色。

训练蜜蜂

你知道吗，蜜蜂可以被训练来做一些戏法(有点像狗)，以换取奖励。5] ?事实上，这就是科学家们第一次发现蜜蜂能看到颜色的原因[4，6］．这些科学家训练蜜蜂访问不同颜色的纸张，实验与我们在研究中使用的实验非常相似。在我们的实验中，我们创造了一个人造花，我们可以改变它的颜色，用不同颜色的纸。颜色与欺骗性兰花的颜色相匹配(图2 c)．作为奖励，我们在人造花里放了糖水。如果我们想让蜜蜂知道花儿没有食物，我们就用白开水代替。

未知冒险

在我们的实验中，我们在实验室前的花园里使用了蜂箱。训练蜜蜂的一个好处是它们总是会回到蜂巢，所以我们不需要担心它们在实验中逃跑!完成所有的实验花费了大量的努力和大约2年的时间。

首先，我们训练蜜蜂用糖水去拜访人造花，但不放任何彩纸，这样它们就会知道人造花是食物来源。我们用了一种特殊的没有气味的糖水，所以蜜蜂闻不到。我们这样做是为了让蜜蜂不会闻到糖的气味，因为我们想让它们专注于人造花的颜色。在蜜蜂学会如何使用人造花朵后，我们改变了颜色，以匹配兰花的一种颜色(让我们以白色为例)。我们还把糖水换成了白开水，这样我们就可以告诉蜜蜂，白色意味着没有食物。

在蜜蜂在学习期间访问了10朵花后，我们去掉了所有的白花，用两朵白水花取而代之:一朵白色和一朵紫色(与兰花的紫色相匹配)。我们想看看蜜蜂是否知道白色意味着没有食物，会更有可能访问一个新在寻找食物的时候。这模拟了欺骗兰花在自然界中的行为——在没有食物的情况下开出不同颜色的花。我们发现，在训练过程中，蜜蜂学会了不吃糖就不访问颜色(图3一)．当我们用两种颜色的花测试他们时，他们记得是哪一种颜色不为了参观——他们冒险尝试了这种新的颜色，尽管他们不知道是否能在那里找到食物。图3 b)．

颜色越多，授粉越多

在另一个实验中，在教会蜜蜂参观人造花后，我们用全白或全紫的新花替换所有的花，或者用一组一半白一半紫的花。在这两种情况下，所有的花都有白开水。我们预计，与只有一种颜色的花相比，当两种颜色的花出现时，蜜蜂会访问更多的花，并花更多的时间来了解两种不同的颜色意味着没有食物。这就是我们看到的!当有两种不同颜色的花时，蜜蜂会更多地访问(图3 c)，花了更多的时间才意识到花儿没有食物了(图3 d)，而当时只有一种颜色可供选择。

结论:优秀的骗子有不同的颜色!

植物通常对它们的传粉者很诚实，为它们提供食物以换取授粉服务。但是，在自然界中，也有一些欺骗花朵，它们不为授粉者提供食物。在我们的实验中，我们表明，呈现不同颜色的花朵会让传粉者更难知道植物在欺骗。对传粉者来说，了解这一点越困难，传粉者就越有可能从欺骗的植物上访问更多的花朵，并为它们授粉!这个想法最初是由Bernd Heinrich在20世纪70年代提出的，我们非常兴奋地证实了他的想法!

资金

这项工作由Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP，处理编号2015/05919-8和2019/20408-0)资助。

术语表

花蜜：↑一种通常由花提供给传粉者的含糖物质。花蜜是一种很好的能量来源，蜜蜂用它来酿蜜。

授粉：↑大多数开花植物繁殖的方式。它是将花粉粒带到胚珠，使花受精的过程。大多数时候，这是由一种拜访花朵的动物完成的，这种动物被称为传粉者。

花粉：↑含有植物雄性遗传信息的黄色颗粒状花结构它可以在授粉过程中由传粉者从一朵花传播到另一朵花。

胚珠：↑雌花:花内包含植物雌性遗传信息的结构它被花粉粒受精，然后发育成果实。

多态性：↑变种:同一物种的不同形态例如，人类眼睛的各种颜色就是多态性。

利益冲突

作者声明，这项研究是在没有任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。

致谢

我要感谢Marlies Sazima和Martin Giurfa在开发和撰写这篇原创文章时提供的帮助。我还要感谢Juliana Maltoni的精美画作图1这是专为本文制作的。

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原文

↑阿吉亚尔，J. M. R. B. V.， Giurfa, M.和Sazima, M. 2020。欺骗性授粉的认知分析:非奖励色彩多态情境下传粉者选择的关联机制。科学。代表。10:9476。doi: 10.1038 / s41598 - 020 - 66356 - 4

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参考文献

[1]↑Jersáková， J.， Johnson, S. D, and Kindlmann, P. 2006。兰花欺骗性授粉的机理与进化。医学杂志。牧师。81:219-35。doi: 10.1017 / S1464793105006986

[２]↑海因里希，1975年。蜜蜂花:花的种类和开花时间的假设。进化。29:325-34。doi: 10.2307 / 2407220

[3]↑阿吉亚尔，J. M. R. B. V.， Giurfa, M.和Sazima, M.欺骗性授粉的认知分析:非奖励色彩多态情境下传粉者选择的关联机制。科学。代表。10:9476。doi: 10.1038 / s41598 - 020 - 66356 - 4

[4]↑戴尔，a.g.，阿里川，K. 2014。昆虫一百年的颜色研究:感谢卡尔·冯·弗里施和他启发的工作人员。j . Com。杂志。一个。200:409-10。doi: 10.1007 / s00359 - 014 - 0913 - 3

［5］↑Giurfa, M. 2007。蜜蜂联想学习的行为和神经分析:神奇之井的味道。j . Com。杂志。一个。193:801-24。doi: 10.1007 / s00359 - 007 - 0235 - 9

[6]↑Giurfa, M.， de Brito, A. G.， de Brito, T. G.和de Brito Sanchez, M. G. 2021。查尔斯·亨利·特纳和蜜蜂的认知行为。Apidologie．52:684 - 95。doi: 10.1007 / s13592 - 021 - 00855 - 9