如果您曾经将冷冻披萨与盒子上的照片进行比较,您就会知道被开胃的外观欺骗的感觉。
在我们发表在《生态与进化》上的最新研究中,我们表明动物 - 在这种情况下,蜜蜂 - 也容易被欺骗做出错误的决定,这解释了自然界中感知差距是如何被利用的。
150年前,当查尔斯·达尔文(Charles Darwin)测试进化论时,他研究了开花植物与觅食采集花蜜的动物之间的相互作用。
这有助于确定花朵具有适应性,以促进传粉媒介更容易获得,从而有利于从它们那里获得食物“奖励”的动物。同时,这意味着植物被授粉并可以繁殖。
一个令人困惑的问题是,一些通过授粉繁殖的开花植物是没有回报的——动物不会从访问花朵中获得花蜜。某些兰花确实如此,但这些花仍然被传粉者访问并在自然界中生存良好。
一个错误的身份
借助现代科学工具,如测量颜色量的分光光度计、数字紫外线 (UV) 摄影和蜜蜂如何看待世界的计算机建模,我们的国际团队着手了解一些兰花如何进化出令人眼花缭乱的花卉展示。
我们选择的物种是冬驴兰(Diuris brumalis),是西澳大利亚的特有种。这种非奖励的、食物欺骗性的植物与奖励本地豌豆植物(戴维西亚)同时开花。
因此,本地毛滴虫蜜蜂似乎经常将兰花误认为豆科植物,以至于兰花授粉。
我们量化了两种植物的花色信号,揭示了蜜蜂感知到的视觉信息的主要成分在光谱的短波长紫外线区域。
这是有道理的——虽然我们的视觉看到蓝色、绿色和红色波长的光作为原色,但蜜蜂可以看到紫外线反射光,但缺乏感知原红色的通道。
通过使用蜜蜂传粉媒介感知的计算机模型,我们观察到兰花模仿物种,本地豌豆植物物种实际上看起来与蜜蜂颜色相似。
在花朵上涂上紫外线阻隔层
然而,令人惊讶的是,那些没有回报的兰花——通过欺骗授粉——实际上有更显眼的蜜蜂视觉广告。
例如,主显示器外花瓣在兰花植物上明显较大,并且还产生了更强的UV颜色信号。
为了了解这种信号是否具有生物学相关性,我们接下来对植物进行了田间实验。我们使用了一种特殊的紫外线防晒解决方案来消除一半兰花物种中的强烈紫外线信号,而另一半则保留了它们的自然外观。
几个月后,在田间季节结束时,我们可以测量哪些植物被蜜蜂授粉更成功,揭示了强烈的紫外线信号在促进兰花授粉方面起着重要作用。
田间实验的第二个有趣发现是豌豆花和它们的模仿兰花之间的距离是兰花欺骗策略成功的主要因素。
如果具有强烈紫外线信号的兰花与奖励丰厚的本地豌豆花非常接近(一两米),那么欺骗就不那么成功了,很少有兰花授粉。然而,如果欺骗性的兰花距离奖励模型物种约八米,这会产生最高的授粉成功率。
为什么欺骗会起作用
事实证明,大约八米的距离很重要,因为蜜蜂大脑处理颜色的方式。当蜜蜂近距离看到一对颜色时,它们可以同时评估它们。这导致非常精确的颜色匹配。类似的过程也发生在人类大脑中——我们还必须同时看到颜色。
然而,看到中间有时间间隔的颜色刺激意味着大脑必须记住第一种颜色,检查第二种颜色,并对两个样本是否确实相同进行心理计算。
无论是蜜蜂的大脑,还是我们自己的大脑,都不擅长连续的颜色比较。这就是为什么当我们为维修工作购买油漆时,我们会取样以获得精确的匹配,而不是试图记住我们认为颜色应该是什么样子。
欺骗性花朵之所以成功,是因为利用了当蜜蜂需要飞行几米寻找更多食物时大脑如何编码信息的这种感知差距。
通过使用“看着我”的策略(本质上,比其他植物更好的广告),可以在自然界中生存,而无需实际向传粉者提供食物奖励。为此,植物需要与它们模仿的植物保持最佳距离。不要太近也不要太远,成功是有保证的。