地球上最早的调光大师——植物

现代社会，自拍几乎是人人必会的技能，而自拍过程中光线是至关重要的，一张成功的自拍离不开恰到好处的光线，因此学会如何调光变成了现代人的必修课。调光这件事，也许我们可以向植物学习，毕竟它们可算史上最早的“调光大师”。

花瓣上的“玄机”

别看我们肉眼看到的植物的花瓣好像非常光滑，在科学家们的显微镜下，其实它们有着非常复杂的微结构。

几乎所有的植物的花瓣和叶子都具有疏水性，这得益于其表面覆盖的蜡层，而莲花的花瓣更胜一筹，它的蜡层不仅能疏水还能除尘——这就是莲花“出淤泥而不染”的奥秘。在莲花花瓣上，石蜡分子排列成一个个大约五分之一毫米高的锥形塔，一个个小塔顺着花瓣螺旋排布成复杂的分形图案。当水滴落到莲花花瓣上时，它根本无法“站稳”，而是在锥形塔间徘徊，慢慢积聚成更大的球形液滴。这些液滴在花瓣上滚动，沿途像拖地一样将花瓣上的污垢扫在一处，最后液滴带着污垢滑落到地上。

石蜡分子层的作用不仅如此。花瓣与蝴蝶翅膀一样都是姹紫嫣红、五彩缤纷的，之所以会这样，除了它们本身含有多种色素外，还与其表面石蜡分子的微结构有关。将蝴蝶翅膀放大5000倍，我们能看到一副波澜壮阔的“地形图”：“山脊”“沟壑”和“河流”应有尽有，这正是蝴蝶鳞片堆叠出的形状。鳞片堆叠出眼点、条纹和渐变等图案，在光线的强弱和角度变化下，还会折射出绚烂的色彩。花瓣也不遑多让，不同种类的花瓣的石蜡分子排列方式各不相同，分子间隙也不一样，因此，光线在花瓣上发生的折射和衍射现象也不同，这样万紫千红的鲜花就出现了。

花瓣操纵蜜蜂

花瓣的微结构为什么这么复杂，只是为了“爱美”吗？其实，花朵们之所以长得这么妖娆多姿，并不是为了让人类欣赏和赞美的，它们只是在“操纵”蜜蜂。

蜜蜂是帮助植物传粉的最大功臣，如果蜜蜂灭绝了，整个生态系统可能很快就会崩溃。而在多年的互助互利的生活中，植物们学会了用花蜜利诱蜜蜂外的更好方法，那就是“光控”——通过调光改变花色来指挥蜜蜂，这也是针对蜜蜂的视觉系统进化来的。

蜜蜂与人类相似，是三色视者，不同的是人能看到的色彩由红色、蓝色和绿色组合而成，而蜜蜂将颜色划分为紫外线、蓝色和绿色。由于这点不同，花朵倾向于变成蓝紫色，即使没有相应的色素，也会改变结构发出更多的蓝紫色。由此，一些鲜花也衍生了仅能被蜜蜂看见的美丽图案，比如在紫光灯下，向日葵、报春花和紫罗兰的花瓣上就出现了更加繁复的图案，这些图案能让蜜蜂在万花丛中一眼将它们区分出来。

蜜蜂也比人类更快地看到颜色，它们的色觉是动物世界中最快的，比人类快五倍。在高速飞行中，我们可能难以区分不同的花朵，但蜜蜂却可以看清每一朵花。而且，在蜜蜂不停移动的过程中，花瓣会根据角度而改变颜色，蜜蜂看到了这些因为变色而像在闪光的花瓣，就像接收到了花瓣发出的信号：我有甜蜜的花蜜，快来啊！于是，蜜蜂义无反顾地向着花朵飞去，花也实现了授粉的需求。

花朵确实利用光线和花色给蜜蜂发出了信号，在多年的演化下，蜜蜂也早就将这些信号与花蜜联系在了一起。英国剑桥大学的研究人员做了一个实验，他们用塑料片制作了两种人造花，一种“花”呈现出彩虹色，另一种则仿照真花发出蓝绿或蓝紫色的光晕，在这两种“花”的附近都放上了一小盏糖水，观察蜜蜂的去向。蜜蜂很快就发现，从笼子中出来后它们就可以自由“采蜜”，飞到“花”的附近就能喝上甜甜的“花蜜”。即使两种“花”的糖水完全相同，当两种“花”同时出现时，蜜蜂还是第一时间飞向了蓝紫色的“花”。

调光技术高超

植物对光的调控可谓是炉火纯青，除了操纵蜜蜂外，它还是最能“捕获”太阳光的生物。

生物物理学家格里高利·恩格尔观察过光合作用的全过程。他将一种原始的光合生物绿硫菌冷却到-195℃，在这种情况下，绿硫菌所有的生化过程都会下降到最低点，有利于对光合作用的观察。然后用波长极短、能量很高的激光脉冲对其进行照射，通过操纵激光，研究人员可以跟踪细菌光合作用过程中的能量流。

结果表明，在光能捕获的过程中，光就像一个“迷路”的孩子，穿越叶绿体“迷宫”时会沿着两条以上的路线出发，但每个方向都会撞上沿途的色素粒子，这些粒子会将一束束光波带到最终的反应区域。叶绿体的这种工作模式在植物身上比比皆是，大大增强了植物捕获光的能力，在所有照射到植物身上的光线中，植物可“锁住”大约95%的光能，并将其转换为化学能，该过程反应时间仅为千万亿分之一秒，甚至更少。

文章来源：《植物研究》 网址: http://www.zwyjzz.cn/zonghexinwen/2021/0514/1348.html