花の色の変化

花の色の変化は、被子植物の幅広い分類群の花に見られ、花の年齢や受粉の成功に応じて色が変化します。^{[3] [4]}

「花色の変化」という用語が初めて記録に残ったのは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雑誌「ネイチャー」に転送したときである。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、花色の変化は何度か独立して進化し、分類群間で形態的、生理学的差異を維持している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の間に行われたばかりです。^[6]

花の色の変化に関係する 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喪失、カロテノイドの蓄積または喪失、ベタレインの蓄積のいずれかによって発生します。花の色の変化は、pH の上昇または低下によってアントシアニンと共色素が赤くなったり青くなったりすることでも引き起こされる可能性があります。

花の色の変化は誘導性と非誘導性があります。花によっては、花粉媒介者の訪問に関係なく同じ速度で色が変わりますが、柱頭への花粉付着によって誘発されるものもあります。ただし、誘導性の花は、花粉媒介者の活動がなくても、 老化により最終的に色が変わります。

種によって、花の色の変化は花全体に影響する場合もあれば、局所的に起こる場合もあります。これまでの研究では、蛾によって受粉する花は花全体の色が変化する可能性が高く、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る可能性が高いことがわかっています。^[7]

花は一般的に受粉後に枯れてしまうが、多くの被子植物は性的な生存能力が終わった後も花を咲かせ続ける。この間、受粉に成功し報酬が減った花は色の変化を起こすことがあり、これが花粉媒介者への合図となる。昆虫の花粉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る。^[7]花粉媒介者はこれらの合図から花の段階を学習し、区別する。これにより昆虫は報酬のある花に誘導され、花は受粉されるという双方に利益がもたらされる。^{[5] [7]}

植物の花の大きさは、植物と花粉媒介者の相互作用において重要であることがわかっています。目立たない小さな花よりも、大きな花の方が花粉媒介者に見られ、訪れる可能性が高くなります。いくつかの被子植物種は、追加の花を咲かせなくても花を大きくすることが知られています。これらの種は、他の種ではしばしば落花する古い機能しない花を保持することでこれを実現し、必要な炭水化物とこれらの組織を維持するときに発生する水分損失から生じる植物のコストを削減します。^{[6] [9]}

しかし、昆虫によって受粉する植物にこれらの花が残ると、柱頭への花粉付着が増加し、花粉が他の植物の胚珠を受精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]

老化は、受粉による誘導とともに、花の色の変化の主な原因の 1 つです。被子植物の分類群は老化が起こるまでの時間にばらつきがありますが、そのメカニズムは一般にアントシアニンの生合成に関連しています。マツヨイグサ属の月見草は、老化によって色が変化する花の一般的な例です。マツヨイグサは夕方に開花し、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に色あせます。^[10]

花の色の変化は、pH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。アジサイの花の色素は土壌中のアルミニウムイオンの存在によって影響を受け、花の色が赤、ピンク、青、薄紫、または濃い紫に変化します。^[4]

マメ科の1つの亜科であるCaesalpinioideaeの中で、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]

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