צבע אולטרה סגול בפרחים
צבע אולטרה סגול בפרחים הוא תופעה טבעית שמובילה לאינטראקציות ייחודיות בין אורגניזמים שפיתחו את היכולת לתפוס אורכי גל אולטרה סגולים כשיטה למשוך מאביקים אל הפרח, לצד שיטות נוספות כמו ריח, צורה ואיכות צוף.[1] פרחים ידועים במגוון הצבעים הנראים שלהם, שבני אדם יכולים לראות בעיניים ולהתבונן במערך של גוונים ודפוסים שונים.[2] עין בלתי מזוינת לא יכולה לראות את הצבע האולטרה סגול שפרחים רבים משתמשים בהם כדי להסב תשומת לב אליהם.[3]
על ידי החזרה או קליטה של גלי אור UV (אולטרה סגול), צמחים מסוגלים לתקשר עם מאביקים. תקשורת זו מאפשרת לצמחים שעשויים לדרוש מאביק שהינו בעל חיים לבלוט מפרחים אחרים או להנחות את בעל החיים היכן הפרחים שלהם נמצאים ברקע בוצי של חלקי צמחים אחרים.[4] עבור הצמח, קבלת האבקה חיונית כדי שיוכל להתרבות ולשמור על תפקידו האקולוגי.
רקע
אור אולטרה סגול הוא סוג של קרינה אלקטרומגנטית שנעה באורכי גל בין 10 ננומטר ל-400 ננומטר. אורך גל זה קצר יותר מהאור הנראה אך ארוך יותר מקרני רנטגן. שמו ניתן לו היות שהוא נמצא על הקצה התחתון של ספקטרום האור הנראה. אורך הגל היעיל ביותר של אור UV הוא כ-250 ננומטר. הוא התגלה בשנת 1801 על ידי המדען הגרמני יוהאן וילהלם ריטר כאשר הבחין כי נייר ספוג בכסף כלוריד מתכהה מהר יותר מנייר רגיל כאשר נחשף לאור השמש.
בשנת 1878, אור UV נצפה לראשונה כבעל יכולת להרוג חיידקים מה שהוביל להבנה כיצד UV יכול להזיק לתאים ולבצע מוטציה ב-DNA בשנת 1960. בשלב זה המדענים החלו להתייחס אליו כקרינה מייננת. עבור ההשפעות המזיקות מוצגים אורכי הגל הקצרים יותר. כמו כן, ניתן להשתמש בו במיקרוסקופיה כתג הידוע על ידי חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) למעקב אחר התפתחות ותנועה של מבנים בתוך התא כאשר הם זוהרים תחת נורות פולטות UV. לאור אולטרה סגול יש השפעות חיוביות כמו ייצור ויטמין D ברקמת העור והשפעות שליליות של נזקי כוויות שמש ודלקות באותו חלק בגוף.
תפקוד של צמחים ומאביקים
צבע אולטרה סגול משמש 25 עד 35 אחוז מבעלי הפרחים.[5] [6] אור UV מאפשר לפרחים לשדר 'הדרכה' לבעל החיים למקום בו נמצאים האבקנים. בשל מאפייני חיים ייחודיים ומורפולוגיה של הפרחים, המאביקים יעילים יותר בלקיחת האבקה והפצתה לפרחים אחרים מאותו המין. פרחים התאימו עצמם לכוון באופן עקבי את בעל החיים למאביק מסוים, שכן הגוון או עוצמת הצבע שלהם נמצאים באורך הגל המתאים כדי שהמאביק שלהם יוכל לראות ולהימשך אליו. גודלו, צורתו, צבעו, הריח והתבנית של הפרח, ממלאים תפקיד באיתות אל חושיהם של המאביקים. צמחים המסתמכים על מאביקים שהם בעלי חיים, נוטים להשתמש באסטרטגיית צבע ה-UV במידה רבה בהשוואה לצמחים אחרים, כדי להגדיל את הסיכויים שיואבקו. כמה דוגמאות למאביקים בעלי חיים הם דבורים, פרפרים, חיפושיות, זבובים, ציפורים, עטלפים וכמה יונקים קטנים. מגוון רחב זה של מינים מחפשים את הצוף המיוצר על ידי הצמחים כמקור מזון או במקרה המפורסם של דבורי הדבש את המרכיב העיקרי להכנת דבש. זוהי דוגמה להדדיות שבה המאביקים מקבלים משאב בתמורה לסיוע לצמחים בהאבקה ורבייה.
דפוסי UV יכולים להשתנות בין המינים. השתקפות UV אינה תלויה בסימטריית פרחים, אך גודל גדול יותר מגדיל את תדירות ההשתקפות. הצבע הנראה של הפרח משפיע על צבע ה-UV. פרחים צהובים הם בעלי מידת ההחזרה הגדולה ביותר. אופייני יותר לראות צבע UV בפרחים סגולים, אדומים וצהובים, בעוד שבלבנים ובירוקים הוא פחות מצוי. בדרך כלל פרחים לבנים או ירוקים נוטים להיות מואבקים ברוח, כאשר צבע בהיר אינו הכרחי. פנוטיפ נפוץ של צבע UV הוא תבנית ה"עין השור" שבה פרח מחזיר אור UV בקצות עלי הכותרת וסופג אור UV במרכז. אפקט זה משמש כמדריך למאביקים לאתר ולמצוא אבקה. פרחים אחרים מוסיפים את הניגוד בין חלקי הרבייה שלהם לבין עלי הכותרת שלהם. פרחים משתמשים במבנים כימיים ופיזיקליים בתוך רקמת עלי הכותרת כדי ליצור צבע UV. לדוגמה, פלבנואידים אחראים על ספיגת UV. כאשר צמחים עוברים לסביבות חדשות, הם ימשיכו לתמרן ולהעביר את פרופיל ה-UV שלהם.
התפתחות
ככל שהצמחים התפתחו והתאימו את צבע ה-UV שלהם, המאביקים גם כוונו את ההתאמות האישיות שלהם כדי למקסם את יכולתם לכוון פרחים למזון. הקשר הדינמי בין המאביקים והמואבקים הוביל למוטציות חדשות ובמקרים מסוימים מינים חדשים. מאביקים הם עיקר ההישרדות של צמחים המסתמכים עליהם להצלחת הרבייה.
לדוגמה, אם דבורה מעדיפה פרחים בעלי עלי כותרת גדולים יותר, אז פריטים אלה יצליחו יותר בהתרבות, מה שיוביל ליותר ויותר פריטים באוכלוסייה שיצמיחו פרחים גדולים. מאביקים מדגימים הסתגלות סביבתית מקומית במערכות התגובה החושית החזותית שלהם לכמות האור. הוכח כי פרחים אדומים ולבנים המואבקים על ידי דבורים הם בעלי טוהר ספקטרלי גבוה יותר בהשוואה לפרחים המואבקים על ידי ציפורים, ולכן קל יותר לזהותם עבור דבורים. לדבורים יש ראייה טריכרומטית עם מקסימום של רגישויות שיא ב-UV (344 ננומטר), כחול (436 ננומטר) וירוק (544 ננומטר). כמו כן, לדבורים יש יחס מועדף כלפי פרחים המשלבים הן החזרת UV והן ספיגה. האינטראקציות מאוד מדויקות ושינויים קלים בעוצמה או בגודל של החזרת UV ו/או הספיגה משפיעים על התנהגות המאביקים יחד עם קצב המבקרים. לכן, ירידה בצבע UV על עלי הכותרת מובילה לחילופי אבקה מועטים עם מאביקים.
דוגמאות נוספות לשימוש ב-UV
בעוד בעלי הפרחים מנצלים את הדפוסים האולטרה סגולים כדי לראות, לחשופי זרע פשוטים יותר יש אבקה המשקפת אור UV. חוקרים משערים כי החזרת אור UV היא למעשה אמצעי הגנה שצמחים מנצלים כדי למנוע נזק ל-DNA מה-UV באור השמש. זה מובן שכן אורכי גל UV יכולים לשנות ואף להרוס מבנים אורגניים כמו DNA ורקמת עור, וזו הסיבה שבני אדם חווים כוויות שמש.[7] גרגרי האבקה משקפים UV-beta כדי להגן על הכרומוזומים שלהם המאוחסנים באבקה מפני UV-alpha שחשוב לוודא להצלחת הרבייה.
הטכניקה של צבע UV התפתחה גם במינים אחרים מסיבות שונות. למשל, צמחים טורפים משקפים וסופגים UV כדי למשוך אליהם טרף. הם מחקים את האסטרטגיה שבה משתמשים פרחים מסורתיים להאבקה כדי לנצל מאביקים על מנת לנחות במלכודת כדי שראש הפרח הטורף יוכל לעכל אותם כמקור לחומרי מזון מרכזיים לצמיחה ולקיום. פרפרים משתמשים בצבעי UV בדפוסי הכנפיים שלהם כדי להשיג רמה נוספת של עיצוב כושרם לבני זוג פוטנציאליים.
הערות שוליים
- ^ Rodrigues, Daniele (2018). "Do we truly understand pollination syndromes in Petunia as much as we suppose?". AoB Plants. 10 (5): ply057. doi:10.1093/aobpla/ply057. PMC 6202611. PMID 30386543. נבדק ב-2022-12-02.
- ^ Guldberg, Larry D.; Atsatt, Peter R. (1975). "Frequency of Reflection and Absorption of Ultraviolet Light in Flowering Plants". The American Midland Naturalist. 93 (1): 35–43. doi:10.2307/2424103. ISSN 0003-0031. JSTOR 2424103.
- ^ Eugene Jones, C.; Buchmann, Stephen L. (1974-05-01). "Ultraviolet floral patterns as functional orientation cues in hymenopterous pollination systems". Animal Behaviour (באנגלית). 22 (2): 481–485. doi:10.1016/S0003-3472(74)80047-3. ISSN 0003-3472.
- ^ Finnell, Lindsay M.; Koski, Matthew H. (בנובמבר 2021). "A test of Sensory Drive in plant–pollinator interactions: heterogeneity in the signalling environment shapes pollinator preference for a floral visual signal". New Phytologist (באנגלית). 232 (3): 1436–1448. doi:10.1111/nph.17631. ISSN 0028-646X. PMID 34287921. S2CID 236157784.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Klomberg, Yannick (2019). "The role of ultraviolet reflectance and pattern in the pollination system of Hypoxis camerooniana". academic.oup.com. נבדק ב-2022-12-02.
- ^ Papiorek, S.; Junker, R. R.; Alves-dos-Santos, I.; Melo, G. A. R.; Amaral-Neto, L. P.; Sazima, M.; Wolowski, M.; Freitas, L.; Lunau, K. (בינואר 2016). Dafni, A. (ed.). "Bees, birds and yellow flowers: pollinator-dependent convergent evolution of UV patterns". Plant Biology (באנגלית). 18 (1): 46–55. Bibcode:2016PlBio..18...46P. doi:10.1111/plb.12322. PMID 25703147.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Gantz, G.M.; Sumner, W.G. (במרץ 1957). "Stable Ultraviolet Light Absorbers". Textile Research Journal (באנגלית). 27 (3): 244–251. doi:10.1177/004051755702700310. ISSN 0040-5175. S2CID 138533333.
{{cite journal}}: (עזרה)
39680703צבע אולטרה סגול בפרחים