秋天，吉尔吉斯斯坦的野生杏树和苹果树生出了明亮的红色，这或许将帮助它们抵御害虫。
图片提供：Marco Archetti/Harvard University
每到秋季，绿油油的树叶都会变成深红色，这是为什么呢？一个世纪以来，科学家一直在苦苦思索这种转换的背后机制是什么。如今，一项有关蚜虫和苹果树的新研究支持了这样一种理论，即红色能够对那些以树叶为食或在此安家的害虫提出警告。
长期以来，这一由已故英国进化生物学家William Hamilton最先提出的理论一直存在巨大的争论。这一概念认为，树叶中的红色素——被化学家称为花青素——能够警告昆虫：眼前的这棵树并不适于食用或筑巢。美国哈佛大学的进化生物学家Marco Archetti指出：“这是一种警报信号，就像有毒的蛙类或蝴蝶身上艳丽的颜色一样。”然而有一些科学家却相信，红色素能够帮助树叶免受太阳光的伤害。这是因为随着生理机能上的变化，树叶对于寒冷秋季中的这种伤害变得尤为敏感。
由于注意到与果园中的苹果树相比，野生苹果树上的红叶子更为普遍，Archetti因而开始了新的研究。苹果树起源于中亚，一直到现在，吉尔吉斯斯坦和哈萨克斯坦境内的野生苹果树依然很常见。Archetti表示：“如果你在秋季去这些国家，你会看到一棵棵鲜红的树木——但是你在欧洲种植的苹果树中绝对看不到这种现象。”Archetti推测，经过驯化的苹果树已经丧失了它们在秋季的“警告色”，这是因为数百年来，果农一直将这些果树与果实更大、更好吃的树木进行杂交，却很少选择更抗虫害的果树进行杂交。
Archetti将野生苹果树与果园中的果树进行了比较，结果显示，62.2%的中亚野生苹果树的树叶在秋季会变红，而这一数字在人工种植的英国苹果树中仅为2.8%。为了验证这一假设，即红色的树叶给昆虫造成了麻烦，Archetti于2007年秋季分别在红树叶苹果树和绿树叶苹果树上安置了蚜虫窝。在接下来的春季中，60%在绿树叶苹果树上安家的蚜虫都活了下来，相比之下，在红树叶苹果树上安家的蚜虫仅有29%幸存。Archetti在4月15日出版的英国《皇家学会学报B》报告了这一研究成果。尽管造成这一差异的背后机制至今尚未搞清，但Archetti和其他的研究表明，对于幼小的蚜虫而言，红色的树叶不是含有有毒的化学物质，就是携带了更少的养分。
英国利物浦约翰·摩尔斯大学的环境科学家David Wilkinson称Archetti的研究“富有想象力”，并预言它将在这场有关颜色的争论中再次引发人们的兴趣。然而新的研究成果似乎不足以终结这场争论。英国顿提大学的植物遗传学家Andrew Flavell表示：“这项研究很有趣，但是却需要‘再加点儿盐’。”他认为，红色树叶的减少可能还有其他的原因。Flavell说，例如，叶子的颜色与果实的味道之间便很有可能存在着遗传联系。（生物谷Bioon.com）
生物谷推荐原始出处：
Proceedings of the Royal Society B April 15, 2009, doi: 10.1098/rspb.2009.0355
Evidence from the domestication of apple for the maintenance of autumn colours by coevolution
Marco Archetti*
Department of Zoology, University of Oxford South Parks Road, OX1 3PS Oxford, UK
Abstract
The adaptive value of autumn colours is still a puzzle for evolutionary biology. It has been suggested that autumn colours are a warning signal to insects that use the trees as a host. I show that aphids (Dysaphis plantaginea) avoid apple trees (Malus pumila) with red leaves in autumn and that their fitness in spring is lower on these trees, which suggests that red leaves are an honest signal of the quality of the tree as a host. Autumn colours are common in wild populations but not among cultivated apple varieties, which are no longer under natural selection against insects. I show that autumn colours remain only in the varieties that are very susceptible to the effects of a common insect-borne disease, fire blight, and therefore are more in need of avoiding insects. Moreover, varieties with red leaves have smaller fruits, which shows that they have been under less effective artificial selection. This suggests a possible trade off between fruit size, leaf colour and resistance to parasites. These results are consistent with the hypothesis that autumn colours are a warning signal to insects, but not with other hypotheses.
