Asymmetrische bloemen
Links-rechts asymmetrie breekt de symmetrie die we verwachten. Denk aan bloemen waar de stamper en de meeldraden respectievelijk links en rechts van het midden zitten. Nu laat een groep internationale onderzoekers zien hoe de plant de symmetrie verbreekt.
Sommige bloemen zijn asymmetrisch, hun stamper en meeldraden zitten elk aan een kant van het midden. Dit doen ze om zelfbevruchting te voorkomen. Maar ook bestuivers nemen daardoor de stuifmeel asymmetrisch mee. Om ervoor te zorgen dat de bloemen toch bevrucht raken is in een deel van de populatie de asymmetrie omgekeerd. Dus waar in het ene deel de stuifmeeldraden aan de linkerkant zit, zitten ze in het andere deel aan de rechterkant van het midden.
De plant kan dit op twee manieren regelen. Zo kan het genetisch bepaald zijn, bijvoorbeeld met een dominante en recessieve versies van een gen. Maar het kan ook dat omgevingsfactoren de doorslag geven. De onderzoekers besloten dat uit te zoeken voor de Zuid-Afrikaanse Cyanella alba. Een meerjarige plant waar elk jaar vanuit een nieuw groeikern meerdere gele bloemen groeien. Meestal allemaal met dezelfde links-rechts asymmetrie.
In Cyanella alba is er geen genetisch oorzaak voor de links-rechts asymmetrie van de bloemen
Vanwege de bloem fenotype verwachte de onderzoekers dat de asymmetrie genetisch geregeld was. Om dat te bevestigen en uit te zoeken welk gen verantwoordelijk was lazen de onderzoekers het genoom van 25 Cyanella alba planten af. In 15 zaten de stuifmeeldraden aan de rechterkant en in 10 aan de linkerkant. Tot hun verbazing bleek er geen genetische basis voor de asymmetrie te zijn.
Hierop volgend bestudeerde de onderzoekers de 188 planten voor meerdere jaren. Hierbij viel op dat ongeveer de helft van de planten waarbij de stuifmeeldraden aan de linkerkant zaten ze in het daaropvolgende jaar aan de rechterkant zaten. Bij nadere bestudering bleek niet alleen de asymmetrie van de bloem omgedraaid te zijn, maar ook die van de rosette waaruit de bloemen groeide. Groeide de bladeren aan de stengel met de klok mee dan zaten de stuifmeeldraden in de bloemen aan de rechterkant. Maar wanneer de bladeren aan de stengel zich tegen de klok in ontwikkelde dan zaten de stuifmeeldraden in de bloemen aan de linkerkant.
Het aanbrengen van auxine kan de links-rechts asymmetrie omkeren
De volgende vraag die de onderzoekers onderzochten was hoe de asymmetrie in de bloem tot stand kwam. Hiervoor bestudeerde de onderzoekers de ontwikkeling van de bloem goed. Zo zagen ze dat de bovenste bloemblaadjes zich niet even ver uitstrekte. Dit creëerde een mechanische asymmetrie aan de basis van de stamper en de stuifmeeldraden. Het meer uitstrekkende bloemblad duwt als ware de stamper van zich af, en trekt daarbij de stuifmeeldraden naar zich toe.
Omdat asymmetrische verdeling van het planthormoon auxine een rol speelt bij asymmetrie in planten, onderzochten de onderzoekers of dat hier ook het geval was. Door auxine aan de basis van de ontwikkelende bloemblaadjes aan te brengen konden de onderzoekers de links-rechts asymmetrie omkeren.
Al heldert dit onderzoek Cyanella alba bloem asymmetrie op, we blijven met de vraag zitten wat zorgt voor de richting van de vorming van het bladrosette. De richting van de draaiing moet haast wel een reactie op de omgeving zijn. Maar waar de plant precies op reageert is niet bekend.
Literatuur
Robertson, C., Xue, H., Saltini, M. et al. Spiral phyllotaxis predicts left-right asymmetric growth and style deflection in mirror-image flowers of Cyanella alba. Nat Commun16, 3695 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58803-5
Plant en Zo 