秋冬的果實為什麼大多是紅色的？
― 紅色是只寫給鳥看的「請吃我」招牌
花楸、火棘、南天竹、紫金牛。葉子開始掉落的時候，庭院和公園裡紅色的果實特別醒目。那種紅色並不是偶然。一般認為，樹木選擇鳥類作為搬運種子的夥伴，並用鳥眼中最顯眼的顏色來裝飾果實。
11 月的早晨，樹籬上的火棘結滿了密密麻麻的紅色果實。一隻白頭鵯飛來，把果實一顆接一顆整個吞下去。
幾週後再去看，原本那麼多的果實已經少了許多。取而代之的是，附近的圍牆和長椅上，落著混有小種子的鳥糞。
樹不會移動。然而牠的「孩子」，也就是種子，就這樣在不知不覺中去了遠方旅行。
紅色果實的理由，大致有兩個
鳥辨別顏色的能力非常強，能清楚分辨綠葉中的紅色。相對地，狗和狸等許多哺乳動物，一般認為不太容易分辨紅色和綠色。
鳥沒有牙齒。牠們把果實整顆吞下，只消化果肉，種子則隨著糞便落到別的地方。離開母樹底下的地方，種子比較容易發芽長大。
也就是說，紅色果實是把「用顯眼的顏色吸引鳥」和「讓種子不被破壞、被帶到遠方」這兩件事合而為一的機關。我們依序來看。
紅色只有在鳥的眼中才「鮮明」
眼睛深處排列著幾種感受顏色的細胞。人類有 3 種。多數鳥類有 4 種，一般認為牠們連人類看不見的紫外線也能感受到。
然而，狗、貓、鹿、狸等許多哺乳動物，據說只有 2 種。在這樣的眼睛裡，紅色和綠色看起來都是相似的暗沉顏色，很難分辨葉子和果實。請看圖 1。
果實小而紅或黑、沒有堅硬的外殼、氣味也淡。一般認為，由鳥搬運的果實都有這些共同特徵。相反地，由哺乳動物搬運的果實通常較大，顏色多是褐色或綠色等樸素的色調，據說傾向用氣味來吸引動物。
鳥是「不咬碎種子的搬運工」
哺乳動物會用牙齒咬果實，有時連種子也一起咬碎。鳥沒有牙齒，多數小鳥會把果實整顆吞下。只有果肉在肚子裡被消化，堅硬的種子則保持原樣排出來。
種子還在鳥的肚子裡時，鳥也一直在飛來飛去。因此，種子會落在離母樹很遠的地方。母樹正下方是陰影，而且喜歡這種樹的蟲和病菌也聚集在那裡，所以一般認為種子不容易在那裡長大。
那麼，種子能被帶到多遠呢？請用圖 2 的滑桿，改變種子待在肚子裡的時間看看。
最遠十幾公里，只是鳥完全不休息、一直飛行時的上限。實際上的鳥會一邊停停走走、一邊覓食，所以一般認為多數種子會落在離母樹數十到數百公尺的範圍內。即使如此，也比直接掉在正下方遠得多。
空地的圍欄或電線正下方，有時會看到南天竹或桑樹等幼樹排成一列。那裡是鳥常停留的地方。一般認為，鳥停下來休息時排出的糞便裡的種子，就在原地發了芽。
辣椒的辛辣成分辣椒素，對哺乳動物的舌頭是強烈的刺激。然而據說鳥幾乎感覺不到這種辣。有研究認為，這是一種機制：趕走會咬碎種子的哺乳動物，只讓整顆吞下的鳥來吃。
為什麼特別集中在「秋冬」？
秋天是畫眉等冬候鳥從北方飛來的季節。一年到頭都在的白頭鵯和綠繡眼，到了蟲變少的冬天，也會常常吃果實。吃果實的鳥增加了，而且正是食物不足的時期，樹木剛好讓果實成熟。
葉子掉光後，果實仍留在枝上，也被認為很有利。綠葉消失之後，紅色果實就更顯眼了。另外，紅色果實之中也有人不能吃的。即使看到鳥在吃，也請不要放進嘴裡。
總結
秋冬紅色果實很多，是因為對搬運種子的鳥來說，紅色最顯眼。鳥沒有牙齒，所以不會弄壞種子，在飛來飛去的過程中，把種子落在離母樹很遠的地方。樹木雖然不能移動，卻用顏色雇用了搬運工。
紅色果實，是寫給鳥的「請吃我」招牌。
酬勞是果肉，目的地是還沒見過的遠方土地。
花的顏色如何吸引昆蟲，請見「花為什麼有那麼多顏色？」；葉子變色的原因，請見「楓葉為什麼會變紅變黃？」。像橡實這樣，由哺乳動物和鳥「埋起來又忘記」而被搬運的果實，則請見「橡實為什麼有豐年和歉年？」。
- 在庭院或公園選一棵結有紅色果實的樹（火棘、花楸、南天竹、鐵冬青等），數一數其中一根樹枝上的果實數量。
- 每隔 1 週數一次同一根樹枝上的果實，並記下來了哪些鳥。看看有沒有哪一週減少得特別快。
- 看看附近圍牆或電線的下方，找找有沒有混有小種子的鳥糞，或排成一列的幼樹。
果實只要觀察就好，請不要吃，也不要帶回家。有些樹的果實很快就沒了，有些會留到冬末。把這些差異也記錄下來，會有有趣的發現。
想知道更多的人 ― 術語・公式・與課本的連結明確標示從國中自然科到大學專業課程，各是哪個程度的內容
- 國中國中自然科學會學到的範圍
- 高中高中「生物」學會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或課本專欄的內容
- 大學高中不會學到、大學專業課程（生態學・演化生態學）的內容
- 研究連大學也不當作「定論」來教、目前研究者正在探討的內容
國中術語：這個現象是有名字的
- 種子傳播：植物把種子運到離親代很遠的地方。風、水、動物等都可以是搬運者。
- 被食傳播：讓動物吃果實，再隨著糞便散播種子的方式。許多紅色果實屬於這一類。
- 視錐細胞：眼睛視網膜上感受顏色的細胞。種類的數量決定了能分辨的顏色範圍。
國中高中用公式確認：種子最遠能被帶到哪裡
根據鳥吃下果實到排出種子的時間，以及飛行速度，估算種子能被帶到的距離上限。
| 用符號寫 | L ＝ v × t |
| 用文字寫 | 種子被帶走的距離 ＝ 鳥的飛行速度 × 種子待在肚子裡的時間 |
| 這個公式從哪裡來 | 這是「距離 ＝ 速度 × 時間」，也就是等速運動物體的關係。假設鳥完全不休息、一直直線飛行，得到的就是上限。 |
| 符號 | 意義與單位 |
| L | 種子被帶走的距離（m） |
| v | 鳥的飛行速度（m/s） |
| t | 從吃下果實到排出種子的時間（s） |
| 小鳥平常的飛行速度 | 據說約為秒速 10 m |
| 小型食果鳥類排出種子所需的時間 | 據說約數十分鐘（這裡取 30 分鐘） |
| 1 分鐘 | 60 秒 |
| 把 30 分鐘換算成秒 | 30 × 60 ＝ 1800 秒 |
| 能被帶走的距離 | 10 × 1800 ＝ 18000 m |
| 換算成公里 | 18000 ÷ 1000 ＝ 18 km |
如果不休息一直飛，種子最遠可以離母樹約 18 km。實際上鳥會在棲木休息，所以多數種子落在數十到數百公尺的範圍內。即使如此，這個距離也遠非果實只是掉在正下方可以相比。
高中高中＋顏色的看法，與植物和動物的「互相幫忙」
高中視網膜上的視錐細胞，各自對不同波長的光反應良好。據說人類有 3 種，多數鳥類有包含紫外線在內的 4 種。鳥的視錐細胞裡有帶顏色的油滴，一般認為這讓牠們分辨顏色的能力更加敏銳。
高中＋植物付出果肉這項「報酬」，動物則搬運種子。像這樣，不同生物之間彼此都得到好處的關係，稱為互利共生。這和花與昆蟲的關係是同樣的形式。
大學傳播症候群，與詹曾–康奈爾假說
每種搬運者各自對應的果實特徵會趨於一致，這個傾向稱為傳播症候群。據說由鳥傳播的果實多半紅色或黑色、體積小、氣味淡。離開母樹後芽比較容易存活的理由，則以詹曾–康奈爾假說（Janzen–Connell hypothesis）來解釋。這個想法是：在母樹附近，專門以該種樹為對象的蟲和病原菌會集中出現。種子落下距離的分布，則用稱為傳播核（dispersal kernel）的函數來表示。
📖 公式的推導與更深入的內容：種子散布（維基百科） ／ 色覚（維基百科）
研究還不清楚的事
- 紅葉是不是果實的「記號」？ 有一種說法認為，變色的葉子扮演旗幟的角色，告訴鳥果實在哪裡。不過據說還沒有得到確切的證據。
- 留到冬末的果實有什麼意義？ 有的果實很快被吃掉，有的則留很久。留下來的果實，是在其他食物耗盡的時期吸引鳥的策略，還是單純不受歡迎，仍在爭論中。
- 紅色和黑色，哪個比較有利？ 由鳥傳播的果實中，黑色的也很多。顏色的差異對哪種鳥、有多大的影響，目前還不太清楚。
也就是說，這篇文章的內容也只是「就目前所知範圍內的說明」。關於顏色的意義，現在仍持續進行野外觀察和實驗。
與課本的連結（依程度分）
| 程度 | 科目・單元 | 本文的哪裡 |
|---|---|---|
| 國中 | 自然科學「植物的種類」「速度」 | 種子的傳播方式、距離 ＝ 速度 × 時間 |
| 高中 | 生物「動物的反應與行為（視覺）」 | 視錐細胞的種類與顏色的看法 |
| 高中＋ | 生物「生態系・生物之間的關係」 | 作為互利共生的被食傳播 |
| 大學 | 生態學・演化生態學 | 傳播症候群、詹曾–康奈爾假說、傳播核 |
| 研究 | 種子傳播的野外研究 | 紅葉記號說、留到冬天的果實的意義 |
| ― | 與生活的連結 | 庭園樹木與公園果實的觀察、電線下排成一列的幼樹 |
- 種子散布 ― 維基百科（日文）
- 色覚 ― 維基百科（日文）
- カプサイシン ― 維基百科（日文）
- Tewksbury, J. J. & Nabhan, G. P. (2001) Directed deterrence by capsaicin in chilies. Nature 412, 403–404.
- Janzen, D. H. (1970) Herbivores and the number of tree species in tropical forests. The American Naturalist 104, 501–528.
- Stiles, E. W. (1982) Fruit flags: two hypotheses. The American Naturalist 120, 500–509.
※本文是寫給一般讀者的科學解說。文中的數值是為了理解機制的參考值與概算。鳥的飛行速度和種子待在肚子裡的時間，會因鳥的種類和情況而有很大差異。請不要吃野外的果實。