D.在2014年秋天的北美徘徊，一颗美国宇航局卫星在一些高空叶子偷窥的美国宇航局卫星被评为Terra Partook。在一张空中照片中捕获了9月，橙色和红色的脾气暴躁，饱和绿色景观，仿佛在无烟的火焰中点燃这个星球。如果外星人总裁发生在这一年度现场，它可能会误认为有意的信号 - 一个战斗耀斑，或许或遇险呼叫。另一方面，地球束缚的科学家长期以来，秋天的颜色只是一次性巧合。“这样的生化卓越......似乎在树上没有功能，”2000年写了一株植物生理学家，回应了19世纪苏格兰生物学家Marion Newbigin的情绪。
但在90年代后期，威廉·D·汉密尔顿，在牛津大学的进化理论家，提出了树的充满活力的秋天色彩确实是一个信号，意味着抵挡那下蛋秋季寄生虫。行为，他的理由是，必须是共同进化的结果，其中两种或多种相互推动彼此的调整。植物及其授粉是一个经典案例。“花和蜜蜂可能会慢慢变成，同时或一前一后，在最完美的方式改变和互相适应，”查尔斯·达尔文写了物种的起源。花的变化导致蜜蜂的变化，这会导致花的变化......等等，直到最后，授粉的过程出生。
必须有一些原因，为什么有些垂死的叶子演进了五颜六色的秋天显示，而其他人则没有。
汉密尔顿认为通过类似的途径进化出秋天的颜色。在树种，从虫害深受打击，他认为，自然变异会产生一些个别树木具有更强的防御毒素或许还是低级趣味，以及不约而同地亮叶。有些树木的昆虫的攻击者已经发展到阅读树多彩显示为警告标志和殖民乏味，不设防少树来代替。在这种情况下，最丰富多彩的树木和最聪明的虫子本来最有可能生存下来，传递他们的基因和他们的行为。
汉密尔顿于2000年去世，但他的想法发表了近年，点燃了严肃的辩论。1“该领域最初是对抗生态学家的反对植物学家，相互指责是白痴，”Marco Archetti（现在在England的East Anglia大学）记得，他帮助汉密尔顿模型作为本科的信号理论。现在，经过二十多年的收集证据和反击，推进论证并反驳他们，专家仍然没有达成共识。甚至archetti也承认理论并没有真正持有黄叶。但红色叶子可能只是适合汉密尔顿的叙述。血液和毒液的颜色和毒镖青蛙，红色可能就像秋天的叶子一样令人震惊，因为它到处都是其他地方。
E.科学教科书通常将秋季着色作为叶死亡的偶然副产品。落叶树在秋天落下冬季，为冬季做好准备，当冰冷的温度和较短的日子减少了它们能够从阳光下制造的化学能量。然而，在它的叶子下降之前，一种自同学 - 将分解叶绿素，绿色光合色素，营养成氮，它们被吸收到躯干中并储存春天。时间至关重要：如果树太早杀死了叶子，它会在阳光下射出来。如果它等待太长，它的绿叶将冻结，防止它吸收它们的营养素。
如果树木想要阻止食草昆虫，黄色叶着色是关于他们可以挑选的最糟糕的策略。
由于树木收获自己的叶绿素，其叶子中的其他颜料是未被掩蔽或合成的。例如，吸收紫，蓝色和绿灯，反射黄色和橙子。在春天和夏天，他们有助于光合作用，但由于它们的浓缩浓度不如叶绿素，而且它们的颜色是隐藏的。在秋天，树木可以慢慢吸收类胡萝卜素，如果有的话，允许它们的黄色和橙色的色调闪耀。花青素，在一些秋天的另一类颜料叶子，给叶子是一种红色，或有时紫色，色调。与类胡萝卜素不同，它们在生长季节期间不存在，而是在死亡过程中产生。
显然，颜色变化和叶丧为死亡密切相关。但是，汉密尔顿和弓箭岛的推理，他们不必。枫树和橡树展出辉煌的秋季色调，而其他气候的其他树木，如冷杉和云杉，常绿，连续落下叶子，全年不断发展。研究人员必须有一个原因，为什么有些垂死的叶子在其他人没有进化彩色秋天展示。
据他所说，随着汉密尔顿的鼓励，射频设定了使用博弈论创造了一种使用游戏理论的模型，“你最好的决定取决于其他参与者将决定的其他参与者。”例如，采取雄性孔雀的尾羽。博弈论表明，男性演变了大，五颜六色的尾巴，因为他们吸引了女性，但只有最适合的男性可以负担最闪现的展示，因为大尾巴使掠夺者更难逃脱。反过来，女性选择与最炫耀的男性交配，因为女性演变为将这种野生活语相信作为遗传强度的迹象。
Archetti认为博弈论可能类似地描述树木和昆虫之间的进化面。正如男性孔雀必须“决定”多少资源，如果有的话，要投资大尾巴，树木必须“决定”值得在秋天的奇观中投资多少资源。与此同时，昆虫必须决定哪种树木是最热情好客的，就像女性孔雀必须决定哪种潜在的伴侣最适合。Archetti推出了，为了使秋天的颜色作为一种值得信赖的信号，就像孔雀的尾巴一样，它们必须有用和繁重。否则，树将显示它们威利 - 尼利，而且消息将失去其含义。2
V.涵盖archetti的模型需要经验数据。在他去世之前，牛津的一个动物学家汉密尔顿和山姆布朗，设法挖掘了科学文学的支持证据。在2001年的纸质中，随着弓箭岛预测，他们描述了如何生产明亮的秋季颜色的生产确实可能是昂贵的。一项研究表明，在落下叶子之前，挪威枫树不超过50％的叶子类胡萝卜素。汉密尔顿和棕色抑制了丢失的颜料可以很好地用作能源，但被认为是一个警告信号，保持叶子变黄。他们维持树木，在秋天的早期牺牲叶绿素以持续数周或几个月的鲜明信号，也会失去珍贵的光合时间。制造新颜色化合物的树木，包括花青素，荧光化学物质和荧光增白剂，在该过程中使用能量。
汉密尔顿和布朗也被称为一个昆虫家族，他们认为可能有助于推动一些树木的秋天颜色的演变。蚜虫，一种吸吮害虫在全世界温带地区的温带，可以传播病毒，特技树的增长，并将其散装减少多达三分之二。研究人员认为，由于蚜虫有时会在秋季迁移和殖民新植物，因此精确当叶子变化颜色时，它们可能已经进化以将此变化作为信号读取。更重要的是，一些蚜虫物种可以区分明亮和沉闷的色调，特别是在黄色中，并且偏好更稀释的色调。
然而，许多植物生物学家持怀疑态度。3.他们指出，蚜虫比回落其它季节迁移，这表明他们的选择树常常不得不无关的颜色。批评者建议而不是树木部署花青素和类胡萝卜素作为秋季的防晒剂，当它们的叶子是最容易受到阳光的伤害是由于环境条件。
一些专家认为，秋天颜色的演变，甚至是红色，与昆虫无关。
然后在2007年，柏林洪堡大学昆虫视觉专家Thomas Döring和他的同事对汉密尔顿和布朗关于蚜虫颜色视觉的假设提出了质疑。Döring和他的合著者在该杂志上写道，对绿色桃蚜的实验室实验表明，这种昆虫会“热情地尝试将它们的喙杀虫剂钻到能反射绿光到黄光的表面上”普罗斯一体。4.如果黄色是留下的信号，那么这些错误就没有收到消息。在他自己的研究中，Döring发现了黄灯刺激了蚜虫的相同光感受器作为绿灯，这意味着虫子可能无法在绿色和黄色叶子之间讲太多差异。“如果树木想要妨碍使用颜色的食草昆虫，那么黄色叶着色就是他们可以选择的最糟糕的策略，”作者结束了。
archetti不相信。他说服Döring在实验上进行了合作，以测试其实际优选的颜色蚜虫，基于其在现场的行为。5.在一片裸露的沙地上，研究人员将140个水菜肴设置为陷阱蚜虫，每种秋季颜色中的70种涂漆。当结果进来时，楣丝不得不承认他对黄色的错误：黄色菜肴吸引了比绿色更高的蚜虫。对于蚜虫来说，黄色似乎只是一个“超亮的绿色”，Archetti解释道。胡萝卜素被淘汰了共带理论游戏。然而，该理论仍然抑制了红色花青素：昆虫避免了红松陷阱。
T.他汉密尔顿理想的测试和ARCHETTI的理论将是一个对照试验：取两组红叶树，只公开一组抗病虫，并观察他们许多代。如果红色警告信号，那么你会希望这种特质在从昆虫捕食的选择性压力中解脱出来树木的人口消失。当然，该实验将是不切实际的，没有科学家今天会活着看到它的尽头。ARCHETTI，然而，发现了一个聪明的解决办法。
在2009年的论文中，他比较了它们的驯化的亲属，其中农民2000年前开始养野苹果树的人群。6.昆虫仍然攻击家养的树木，但人类控制了树木的繁殖。因此，一棵树能否避免虫害对它能否产生后代的影响要小得多。阿切蒂推断，如果没有这种适应性压力，红叶最终会从苹果树上繁殖出来。事实上，这种进化的逆转似乎已经发生了:在中亚，阿切蒂报告说，62%的野生苹果树的叶子变红，但在驯化的苹果树中，只有39%的叶子变红。同样，他指出，亚洲的野生杏树和核桃树往往会变成橘红色，而欧洲的栽培树则会保持绿色或变黄。
根据阿奇蒂的博弈论模型，红色的树木也应该是对昆虫危害最大的。阿奇蒂通过观察40棵绿叶苹果树、40棵黄叶苹果树和40棵红叶苹果树上的蚜虫群落来验证这一假设。这些虫子在秋天定居在树上，到了夏天，大约三分之二来自绿叶群体的后代和大约一半来自黄叶群体的后代存活了下来。然而，在红叶群体中，存活率只有三分之一，这表明红叶树的一些未知特征正在干扰繁殖。2012年，新西兰的研究人员在研究另一种苹果树害虫——浅棕色苹果蛾时发现，吃红叶会杀死苹果蛾幼虫，或者显著减缓它们的发育。7.
然而，一些专家坚持认为，秋天颜色的进化，甚至是红色，与昆虫无关。“进化生物学家有一种偏见，认为颜色是一种视觉信号，”而它通常只是细胞过程的副作用，佛罗里达国际大学的退休植物学家大卫·李说。其他专家不再认为争论有什么意义。东芬兰大学的生态学家Jarmo Holopainen说:“事实上，如果秋天的颜色有不止一种主要功能，并不存在冲突。”新西兰的生态生理学家凯文·古尔德(Kevin Gould)对此表示赞同。他说，防止阳光伤害可能是“红叶进化的主要动力”，但色素可能被用来发挥其他功能，比如阻止害虫。
汉密尔顿的假设的持久动力的部分原因可能是它的美感。即使马里恩·纽比金，谁超过100年以前并没有发现秋着色是“丝毫用处的，”无法抗拒的达尔文部队工作的可能性。“可是，”她在1898年写道，“它往往表现不平凡的程度之美，而我们习惯于方面自然选择的作用的结果分毫不差。”
Brian Gallagher是事实如此浪漫的编辑鹦鹉螺博客。跟着他在推特上@bsgallagher。
参考文献
汉密尔顿，W.D.＆Brown，S.P.秋天的树子作为障碍信号。皇家学会的诉讼程序b268.，1489年至1493年（2001年）。
2. Archetti，M。秋天色调的起源通过参与参与。论理论生物学205.，625-639（2000）。
3.舍费尔，H.M.＆威尔金森，D.M红树叶，昆虫和协同进化：红鲱鱼？生态与发展的趋势19.，616-618（2004）。
4. Chittka，L。＆DÖRING，T.F.是秋天的树叶色彩红色信号蚜虫？公共科学图书馆·生物学之一5.，E187（2007）。
5.Döring，T.F.，Archetti，M.和Hardie，J.秋叶通过食草动物眼睛看到。皇家学会的诉讼程序b276.，121-127（2009）。
6. ARCHETTI，M.证据形式苹果的用于通过共同进化维持红叶驯化。皇家学会的诉讼程序b276.，2575年至2580年（2009年）。
7.马克维克，N.P.，等等。红苹果foliaged影响的建立，成长和浅棕色的苹果蛾的发展，Epiphyas postvittana.。昆虫学的实验146.，261-275（2013）。
本文最初发表于2015年8月的“暗物质”问题。
