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花兒為什么這樣紅

   “花兒為什么這樣紅?”是人們對花朵的贊嘆和歌頌,那么從科學角度講是怎樣的原理呢?
  萬紫千紅,紅藍交輝,都是花青素在不同的酸堿反應中所顯示出來的。不論是花還是葉,它們的細胞液里都含有由葡萄糖變成的花青素。當它是酸性的時候,呈現紅色,酸性愈強,顏色愈紅。當它是堿性的時候,呈現藍色,堿性較強,成為藍黑色,如墨菊、黑牡丹等。而當它是中性的時候,則是紫色。
還有“戰地黃花分外香”的菊花,“金英翠萼帶春寒”的迎春花,都呈黃色。菊科植物除了黃花以外,琿多橙色的花。橙色與柑橘、南瓜等果實的顏色相似,而最典型的是胡蘿卜,所以表現這種色彩的色素,就被稱為胡蘿卜素。
  至于白花,那是因為細胞液里不含色素的緣故。有些白花,下如菊花,萎謝之前微染紅色,表示它這時也含有少量的花青素了。變色的一個特殊例子是添色木芙蓉,早晨初開白色,中午淡紅,下午深紅,一日三變,愈開愈美麗。又如八仙花,初開白色微綠,經過幾天,變成淡紅,或帶微藍,它不像添色木芙蓉那樣朝開暮落。至于一般的花,大都初開時濃艷,后漸淡褪。
  此外,還需要用物理學原理來解釋。太陽光經過三棱鏡或水滴的折射,會分成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色。這七種顏色的光波長短不同,紫光波短。酸性的花青素會把紅色的長光波反向出來,送到我們的眼簾,我們便感覺到是鮮艷的紅花。同樣,中性的花青素反射紫色的光波,堿性的花青素反射藍色的光波,胡蘿卜素有不同的成分,便分別反射黃色光波或橙色光波。白花不含色素,但組織里面含有空氣,會把光波全部反射出來。有的花瓣,表面有較多的細微而排列整齊的玻璃球似的突起,看起來好像絲絨,能夠像金剛石那樣強烈地反向光線,色彩就更為鮮艷,如某些月季花就是。
  花兒的顏色還有它生理上的需要。光波長短不同,所含熱量也不同:紅、橙、黃光波長,含熱量多;藍、紫光波短,含熱量少。花的組織,尤其是花瓣,一般都比較柔嫩。在野生狀態,紅、橙、黃花都生長在陽光強烈的地方,反射了含熱量多的長光波,不致引起灼傷,有保護的作用。藍花都生長在樹林下、草叢間,反射短光波,吸收微弱的含熱量多的長光波,對它的生理作用有利。白花也多陰性植物,有些夜間開放,反射了全部的光波,是另一種適應措施。自然界少有黑色的花,只有少數的花偶然有黑色的斑點,因為黑色吸收全部的光波,熱量過多,容易受到傷害。
  從進化的觀點來考察,它有一個發展的過程。裸子植物的花是原始的形態,都帶綠色,而花藥和花粉則呈黃色。在光譜里面,與綠色鄰接的,長波一端是黃、橙和紅,短波一端是青、藍和紫。我們可以說,花色以綠色為起點,向長波一端發展,由黃而橙,最后出現紅色;向短波一端發展,是藍色和紫色。紅色應是最晚出現的花色,在進化過程中居于頂峰,最鮮艷,最耀眼。
從達爾文的自然選擇學說來看,昆蟲起到了重要的作用。億萬年前,裸子植物在地球上出現的時候,昆蟲還不多。花色素淡,傳粉授精,依靠風力,全部是風媒花。后來出現了被子植物,昆蟲也繁生起來。被子植物的花有了花被,更分化為萼和花冠(花被和花冠能稱花瓣)。花瓣不再是綠色,而是比較顯眼的黃色、白色或其他顏色。形狀也大了,有的生有蜜腺,分泌蜜汁,有的散發芳香,這就成為蟲媒花。“蜂爭粉蕊蝶分香”,昆蟲給花完成傳粉授精的作用。
  昆蟲采蜜傳粉,有一特殊的習性,就是經常只采訪同一種植物的花朵。這個習性有利于保證同一種植物間的異花傳粉,繁殖后代。這樣可以固定種的特征,包括花的顏色。我們可以設想,假如當初有一種植物,花色微紅,由于其中紅色比較顯著的花朵,容易受到昆蟲的注意,獲得傳粉的機會較多,經過無數代的選擇,在悠長的歲月中,昆蟲就給這種植物創造出純一、顯著、鮮艷的紅色花朵。昆蟲參與自然選擇的作用,造成各種不同的植物,也造成各種不同的花色。
  花兒為什么這樣紅?最后還要歸功于人工選擇。自然選擇進程緩慢,需要經過很長的時間才能顯示它的作用。人工選擇大大加快了它的進程,能夠在較短的時間內取得顯著成果。例如牡丹,由自然選擇了億萬年造成的野生原種,花是單瓣的,花色也只有粉紅的一種。經過人工栽培,僅就北宋中葉(11世紀)那一個時期來說吧,幾十年工夫,就創造出多葉、千葉(重瓣)、樓子(花心突起)、并蒂等深紅、肉紅、紫色、墨紫、黃色、白色等幾十個品種。再如大麗花,原產墨西哥,只有八個紅色花瓣。自從美洲發現以后,才開始人工栽培,現在已有上千種形狀、顏色不同的品種。又如虞美人,經過培養,已有紅、黃、橙、白各種顏色,卻從來沒有出現過藍色。上一世紀末,美國的著名園藝育種家蒲班克,發現一株花瓣上好似有一層煙霧的虞美人,特意培養,到本世紀初,便育成了各種深淺不同的藍色虞美人,為花卉園藝增添了新的品種。

 

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