Misleidende bloemen

---

Misleidende bloemen

Planten hebben veel manieren om insecten zo ver te krijgen om hun bloemen te bestuiven. Een daarvan is het met hun bloemen nabootsen van vrouwelijke insecten. Zo lokken ze de mannetjes die in hun poging om seks te hebben de bloem bestuiven. Dit is een aanpassing die veel voorkomt bij orchideeën. Maar over hoe zo’n nieuwe eigenschap tot stand komt is nog veel onduidelijk. Met behulp van het Zuid Afrikaanse madeliefje laten onderzoekers uit het Verenigd Koninkrijk in samenwerking met onderzoekers uit Frankrijk en Zuid-Afrika zien dat de ontwikkeling van seksuele misleiding voortkomt uit de rekrutering van verschillende al bestaande genen.

In z’n klassieke vorm heeft het Zuid-Afrikaanse madeliefje een oranje bloemetje met een donker, groen-zwart ring rondom een oranje hart, waarbij alle bloemblaadjes een effe, gladde structuur hebben. Maar er zijn ook variaties waarbij de bloemblaadjes een verruwing hebben ter hoogte van de groen-zwarte ring. Variaties waarbij maar enkele bloemblaadjes een groen-zwart vlek hebben. En er zijn variaties waarbij dit samenkomt, waarbij het lijkt alsof er een paar vliegjes op de bloem zitten.

Om te ontdekken hoe deze eigenschap tot stand is gekomen vergeleken de onderzoekers de genen die aanstaan in de bloemblaadjes tussen de verschillende varianten. Dit leverde een groep van 149 genen die verschilde in expressie tussen de verschillende varianten. Maar dit zegt nog niks over de totstandkoming zelf. Dus zoomde de onderzoekers in op de sub-eigenschappen.

---

De vliegjes nabootsende eigenschap is een samenkomst van diverse sub-eigenschappen

---

Sub-eigenschap nr1: pigmentatie

De bloemblaadjes hebben een kleurschakering die loopt van dieprood naar donkerpaars, violet en blauw. De paars-rode kleur konden de onderzoekers verklaren aan de hand van de aanwezigheid van genen die zorgen voor het aanmaken van paars-rode pigmenten. Maar niet de overgang naar blauw. Dit zo zagen de onderzoekers kwam door een toename van ijzer in die cellen, precies op de plek waar de blaadjes een donkerblauwe kleur hebben. De blauwe kleur is te danken aan de interactie van het ijzer met het rood-paarse pigment. Om het ijzer in de bloemblaadjes te krijgen hebben de Zuid-Afrikaanse madeliefjes de genen van de ijzerhuishouding gerekruteerd.

Sub-eigenschap nr2: celstructuur

Inzoomend op de bloemblaadjes is te zien dat de verruwing komt doordat er uitsteeksels, zogenaamde papillen, uit de cellen. Bij het doorspitten van de 149 kandidaat genen viel het oog van de onderzoekers op een gen wiens expressie ervoor zorgt dat de celwanden losser zijn. Normaal gesproken is dit gen actief in de wortels, bij het vormen van wortelharen. Maar het bleek dat sommige Zuid-Afrikaanse madeliefjes dit gen ook aanzetten in hun bloemblaadjes. Ook hier zorgt het voor een wat lossere celwand, waardoor er uitstulpsels ontstaan, verruwingen.

Sub-eigenschap nr3: ruimtelijke organisatie

Met andere woorden, hoe komt het dat maar enkele bloemblaadjes op vliegjes lijken? Hier bleek niet het aanzetten van een gen, maar juist het uitzetten van een gen verantwoordelijk te zijn. De onderzoekers ontdekte dat een bekend gen met betrekking tot ruimtelijke organisatie alleen aanstaat in de bloemblaadjes die op vliegjes lijken, tenminste op dat moment. Eerder in de ontwikkeling van de bloem staat dit gen in alle bloemblaadjes aan. Inzoomend op het gen zagen de onderzoekers dat de plant dit gen later in de ontwikkeling van de bloemblaadjes weer uitzet. Maar niet in de op vliegjes lijkende bloemblaadjes, daar blijft het juist aan. Ook hier heeft het Zuid-Afrikaanse madeliefje genen van een ander proces gerekruteerd.

Het verkrijgen van deze nieuwe eigenschap is voor het Zuid-Afrikaanse madeliefje dus een samenkomst van sub-eigenschappen. Elk bijdragend aan een betere bestuiving. Elk het gevolg van een op zichzelf staande rekrutering van genen die eigenlijk voor een andere eigenschap nodig zijn.

Literatuur

Roman T. Kellenberger, Udhaya Ponraj, Boris Delahaie, Róisín Fattorini, Janneke Balk, Sara Lopez-Gomollon, Karin H. Müller, Allan G. Ellis, and Beverley J. Glover (2023) Multiple gene co-options underlie the rapid evolution of sexually deceptive flowers in Gorteria diffusa, Current Biology https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.03.003