[논문] 최초의 꽃은 벌보다 먼저 진화했는데, 어떻게 그토록 눈부시게 되었을까요?

형형색색의 꽃과 그 눈부신 광경 사이를 날아다니는 곤충과 새는 자연의 즐거움입니다. 그러면 꽃 색깔과 동물 수분매개자 사이의 초기 관계가 어떻게 나타났습니까?

에 발표된 연구에서 왕립학회의 회보우리는 오늘날 꿀벌의 조상이 꽃을 채집했던 시각적 환경을 분석하여 이 미스터리를 풀었습니다.

오늘날의 꽃뿐만 아니라 자연의 배경을 이루는 돌, 흙, 나뭇가지, 나무껍질, 나뭇잎에서 반사되는 빛을 측정하고 분석했습니다.

이 데이터를 바탕으로 우리는 최초의 꽃이 나타났을 때의 고대 시각적 환경을 재현하는 컴퓨터 시뮬레이션을 구축했습니다.

곤충의 색각은 꽃보다 먼저 나타났다

오늘날 꿀벌은 다음을 포함한 꽃 피는 식물의 많은 수분 매개자입니다. 식용 작물. 꿀벌이 사용하는 컬러 비전 자외선, 청색 및 녹색에 민감한 광수용체(빛 감지 세포)를 기반으로 가장 가치 있는 꽃을 감지하고 구별합니다. 이에 비해 대부분의 인간은 파란색, 녹색, 빨간색의 민감한 광수용체를 사용하여 색상을 인식합니다.

2억 5200만년에서 6600만년 전 사이인 중생대에 최초의 꽃이 진화했을 때, 꿀벌의 조상은 방향을 잡고, 안정적인 비행을 유지하고, 충돌을 피하고, 자연 배경에서 먹이를 찾아야 했습니다. 우리는 그들의 시각 시스템이 해당 환경에서 효율적으로 작동하기 위해 진화의 영향을 받았을 수 있다고 의심합니다.

최초의 꽃식물이 등장했을 때 꿀벌의 조상은 이미 진화해 있었습니다. 컬러 비전—그리고 우리는 그것을 알고 있습니다 꿀벌의 진화 역사 전반에 걸쳐 붙어 왔습니다..

따라서 꿀벌은 처음에는 존재하지 않았지만 그들의 조상은 존재했습니다. 꽃의 색깔은 오늘날 우리가 볼 수 있는 생생한 색상을 이 고대 시각 체계에 맞게 진화시켰을 것입니다. 동시에 최초의 벌이 가장 효율적인 수분 매개자로 등장했습니다.

고대 지구에서는 꽃 배경이 어떤 색이었나요?

호주는 초기 곤충이 봤을 자연 배경 자료에 대한 데이터를 수집하기에 이상적인 장소입니다. 지질학적으로 고대 대륙.

우리는 호주 전역에서 배경 샘플을 수집하고 a라는 도구를 사용하여 반사 특성을 측정했습니다. 분광 광도계.

우리는 이 데이터를 사용하여 1억년 전, 즉 최초의 꽃이 나타났을 때 날아다니는 곤충의 시각적 환경에 존재했을 물질의 데이터베이스를 만들었습니다.

꽃의 색은 벌의 색각에 반응하여 진화했습니다

자연 배경, 곤충 및 새가 수분하는 꽃의 컬렉션에 대해 우리는 다음을 계산했습니다. 마커 포인트– 작은 파장 대역 내에서 표면에서 반사되는 빛의 강도가 빠르게 변합니다.

이러한 마커 포인트는 색상이 있는 표면의 주요 시각적 특징을 식별하며 이를 진화 과정의 통계 테스트에 사용할 수 있습니다.

그런 다음 우리는 다음과 같이 썼습니다. 컴퓨터 시뮬레이션 가능한 꽃 배경을 생성합니다. 마커 포인트를 분석하여 시뮬레이션된 배경과 오늘의 꽃의 가시성을 테스트했습니다.

흥미롭게도 우리는 벌에 의해 수분된 식물의 꽃잎에 있는 마커 포인트의 분포가 이 꽃이 “뚜렷한” 꽃이라는 것을 분명히 나타냅니다. 즉, 자연 배경에서 더 강한 신호로 눈에 띕니다.

이 결과는 다음과 같은 이전 연구 결과와 일치합니다. 북반구 그리고 호주예를 들어, 꽃 피는 식물은 꿀벌의 색상 인식을 촉진하기 위해 색상 신호를 진화시켰습니다.

첫 번째 꽃은 흐릿한 녹황색이었고 처음에는 파리에 의해 수분되었습니다. 그러나 조정된 시각 시스템을 갖춘 첫 번째 벌이 꽃에 수분을 공급하기 시작하면서 꽃은 벌의 시각 능력에 맞춰 새로운 색상으로 진화했을 가능성이 높습니다.

자연 선택 과정으로 인해 꽃가루 매개자의 눈에 꽃의 색깔이 배경보다 눈에 띄게 된 것 같습니다.

새들도 참여했어요

새들은 꽃을 찾는 방문객으로 자리 잡았습니다. 곤충 수분이 진화된 지 수백만 년 후. 버드 비전 용도 네 가지 유형의 색광수용체그리고 꿀벌이 자연 배경에서 쉽게 처리할 수 없는 장파장 빨간색을 볼 수 있습니다.

우리의 분석에 따르면 새가 수분한 꽃은 마커 포인트를 진화시켰습니다. 벌이 수분하는 꽃보다 더 긴 파장. 우리의 새로운 발견은 또한 이 꽃들이 자연 배경과 체계적으로 다르다는 것을 보여주었습니다.

지구의 기후가 변화함에 따라 생태계와 식량 생산 시스템에 어떤 일이 일어날지 고려하는 것이 중요합니다. 꿀벌이 없는 세상에서. 수분과 식물 번식이 어떻게 변경될 수 있는지 이해하는 것이 중요합니다.

우리의 연구에 따르면 꿀벌 꽃 진화의 주요 동인입니다. 이 곤충과 서식지를 보호하지 않으면 우리 모두가 누리고 필요로 하는 삶의 기본적이고 아름다운 측면을 잃게 될 것입니다.

이 기사는 다음에서 재출판되었습니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스에 따라. 읽기 원본 기사.