Je leest:

Plaats van pigment bepaalt ook bloemkleur

Plaats van pigment bepaalt ook bloemkleur

Interne structuur van de bloem en de plaats en concentratie van pigmenten spelen grote rol

Auteur: | 12 mei 2016

Rozen zijn rood, viooltjes zijn blauw. Dat weet iedereen, maar hoe komt dat nou? De genen bepalen welke kleurstoffen een bloem maakt, maar dat zegt niet alles. Onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen laten zien dat de uiteindelijke kleur ook wordt bepaald door de interne structuur van de bloem, de concentratie van de kleurstoffen en waar die zich precies bevinden.

De aantrekkingskracht van bloemen zit voor een heel groot deel in hun kleur. Plantenkwekers weten dat als geen ander en kennen inmiddels verschillende genen die een rol spelen bij bloemkleur. Maar een getalsmatig inzicht in de manier waarop verschillende pigmenten rode, blauwe of gele bloemen opleveren ontbrak nog.

Stilleven met bloemen van de Nederlandse schilder Ambrosius Bosschaert (de Oudere) uit 1614. Collectie Getty Center/J. Paul Getty Museum, Los Angeles.

Casper van der Kooi combineerde tijdens zijn promotieonderzoek aan de Rijksuniversiteit Groningen biologie en natuurkunde om op een nieuwe manier naar bloemkleur te kijken. In het tijdschrift Proceedings of the Royal Society B beschrijven hij en zijn collega’s het proces waarmee celstructuren in de bloembladeren het licht verstrooien, en hoe pigmenten teruggekaatst licht filteren en zo kleuren produceren.

“Wij hebben onlangs al een wiskundig model gepubliceerd dat kleurvorming beschrijft, en in dit nieuwe artikel passen we dat toe op een aantal planten”, zegt Van der Kooi, die inmiddels werkt bij de Universiteit van Lausanne (Zwitserland). Hij combineerde zijn resultaten bovendien met informatie over het visueel systeem van insecten, wat inzicht geeft in de anatomische trucs waarmee planten hun bestuivers aantrekken.

Een bij vol met stuifmeel. Insecten kijken meer naar de tint en de kleurverzadiging, dan naar de helderheid van bloemen.

Planten moeten zichtbaar zijn voor insecten, dus het reflecteren van licht is belangrijk. Toch bleek uit de metingen van Van der Kooi dat een armzalige 20 tot 50 procent van het licht wordt teruggekaatst. De rest gaat door de bloemblaadjes heen. Dat maakt ze mooi doorschijnend, maar wat heeft de plant daaraan? “Niets, voor zover wij weten. De meeste insecten bekijken bloemblaadjes alleen van boven.” Er zijn volgens Van der Kooi maar twee verklaringen: bloemen zijn simpelweg niet in staat meer licht terug te kaatsen, of het levert ze geen voordeel op om dat te doen.

Het onderzoek van Van der Kooi laat zien dat er een grote variatie zit in de hoeveelheid licht die door bloemen wordt verstrooid. Dat de bloemen niet meer terug kúnnen kaatsen lijkt dan ook niet aannemelijk. “En we weten dat het visuele systeem van insecten corrigeert voor verschillen in lichtintensiteit. Dat is een belangrijke aanpassing die insecten nodig hebben wanneer zij van een donker bos naar een lichte weide vliegen. Ze zoeken bloemen dan ook op tint en kleurverzadiging, niet op helderheid.” Dus is het genoeg om de helft of minder van al het licht terug te kaatsen, zolang dat licht maar de juiste tint heeft dankzij de pigmenten.

Maar het aanmaken van pigmenten is een kostbare zaak, dus teveel pigment produceren is niet handig. Daarom liggen pigmentkorrels in laagjes, zodanig dat hun effect maximaal is. “Planten die dicht bij de grond bloeien, zoals het Robertskruid, hebben alleen pigment aan de bovenkant van de bloembladeren.” Maar bloemen die van alle kanten insecten moeten aantrekken, zoals klaprozen, hebben pigment aan beide zijden. Van der Kooi beschrijft hoe de concentratie en lokalisatie samen met de interne structuur van de bloem de kleur vormen. “Wij hebben als eerste dit fenomeen bestudeerd. Dat komt vooral doordat ik kon samenwerken met zowel biologen als natuurkundigen met een belangstelling voor kleur. Dat is een ongebruikelijke combinatie in dit onderzoeksveld.”

Localisatie van pigmenten in de bloemblaadjes van de pronkboon (Phasoleus coccineus).
Casper van der Kooi via ScienceLinx

Zijn deze inzichten ook nuttig voor bijvoorbeeld kwekers? “Wij beschrijven nieuwe mechanismen die de kleur van planten beïnvloeden. Dat kan van belang zijn.” Daarnaast ziet Van der Kooi een toepassing van zijn modellen in evolutionair onderzoek. “Ons werk kan een verklaring opleveren voor de vraag hoe met het oog op de verschillende lichtomstandigheden in bijvoorbeeld een bos versus een weide, de kleuren van bloemen op verschillende wijze vorm krijgen. Door ook het visueel systeem van insecten erbij te betrekken kunnen we verklaren hoe bloemen hun kleur afstemmen op specifieke bestuivers. Dit soort fenomenen is al eerder onderzocht, maar nooit zoals wij deden met kwantitatieve methoden.”

Bron:

  • Casper van der Kooi, et al., How to color a flower – on the optical principles of flower coloration, Proceedings of the Royal Society B, 2016, doi:10.1098/rspb.2016.0429
Dit artikel is een publicatie van Science Linx.
© Science Linx, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 mei 2016

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.