跳动城乡网色彩缤纷的花朵，以及在它们令人眼花缭乱的展示中飞翔的昆虫和鸟类，是大自然的欢乐。但是花的颜色和动物传粉媒介之间的早期关系是如何出现的呢?
在《英国皇家学会学报》上发表的一项研究中，我们通过分析当今蜜蜂的祖先从花朵中觅食的视觉环境，解开了这个谜团。
我们测量并分析了今天的花朵以及构成其自然背景的岩石、土壤、树枝、树皮和叶子反射的光。
根据这些数据，我们建立了计算机模拟，重现了第一朵花绽放时的古代视觉环境。
昆虫的色觉先于花朵
如今，蜜蜂是包括粮食作物在内的开花植物的多产传粉者。蜜蜂利用基于紫外线、蓝色和绿色敏感感光细胞(光敏细胞)的色觉来检测和辨别最有价值的花朵。相比之下，大多数人使用蓝色、绿色和敏感感光器来感知颜色。
当第一批花朵在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，能够在该环境中有效地运作。
当第一批开花植物出现时，蜜蜂的祖先已经进化出了色觉——我们知道它在蜜蜂的进化史上一直存在。
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为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，第一批蜜蜂成为最有效的传粉媒介。
模拟背景的标记点分布(棕色);澳大利亚花朵仅由昆虫授粉(蓝色)和仅由鸟类授粉(粉色)。该图可以比较响应昆虫和鸟类视觉系统压力而进化的花卉信号标记，并系统地跨越模拟背景的标记。图片来源：Dorin等人。(2023)，英国皇家学会学报B
古代地球上的花朵背景是什么颜色?
澳大利亚是收集早期昆虫所见过的自然背景材料数据的理想场所，因为它是一个地质古老的大陆。
我们从澳大利亚各地收集了背景样本，并使用一种称为分光光度计的工具测量了它们的反射特性。
我们利用这些数据创建了一个材料数据库，该材料在一亿多年前(第一朵花出现时)就存在于飞虫的视觉环境中。
花的颜色是根据蜜蜂的色觉而进化的
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——在小波长带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。
然后我们编写计算机模拟来生成可能的花卉背景。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度。
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是“显着的”，也就是说，它们作为来自自然背景的更强信号而脱颖而出。
这一发现与之前的研究相吻合，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的颜色感知。
第一朵花很可能是暗黄绿色，最初是由苍蝇授粉的。然而，当第一批蜜蜂凭借其经过调整的视觉系统开始为花朵授粉时，花朵可能会进化出新的颜色以匹配蜜蜂的视觉能力。
自然选择的过程似乎使得花朵的颜色在传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，鸟类成为了花客。鸟类视觉使用四种颜色感光器，它们可以看到蜜蜂在自然背景下无法轻易处理的长波长。
我们的分析证实，鸟类授粉的花朵进化出比蜜蜂授粉的花朵更长波长的标记点。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，重要的是要考虑在没有蜜蜂的世界中生态系统和我们的粮食生产系统可能会发生什么。了解如何改变授粉和植物繁殖至关重要。
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享受和需要的生活的基本和美丽的方面。
