Asymmetric flowers

Asymmetric flowers

Left-right asymmetry breaks with the expected symmetry. Think of flowers with their style and anthers located respectively left and right of the middle. Now, a group of international researchers show how a plant breaks with symmetry.

Some flowers are asymmetrical, their style and anthers are located at opposite sides of the middle. Plants do this to prevent self-pollination. But also, pollinators are dusted asymmetrical with pollen. To make sure that the flowers will get pollinated, is in a part of the population the asymmetry reversed. So, while in one part of the population the style is at the left, in the other part of the population the style will be at the right of the middle.

There are two ways a plant can regulate this. It can be genetically determined, for example with dominant and recessive versions of a gene. But it can also be that environmental factors are influencing the asymmetry. The researchers decided to find this out for the South African Cyanella alba. A long-lived plant that flowers each year from a new growth centre with multiple yellow flowers. Mostly with the same left-right asymmetry.

Cyanella alba has is no genetic basis for its left-right asymmetry of its flowers

Because of the flower phenotype the researchers expected that the asymmetry was genetically organised. To confirm this, and to find out which gene was responsible the researchers read the genomes of 25 Cyanella alba plants. In 15 the style was located left and in 10 at the right side of the middle. To the surprise of the researchers, it turned out that there was no genetic basis for the observed asymmetry.

Subsequently the researchers studied 188 plants for multiple years. During this they noticed that in about half of the plants for which the style was located at the right, that in the subsequent year the style was at the left. Closer observation showed that not only the style switched orientation but the rosette from which the flowers grow as well. When the leaves of the rosette grew clockwise then the style of the flowers would be left of the middle. But when the leaves in the rosette grew counterclockwise the style of the flowers would be right of the middle.

Applying auxin can reverse the left-right asymmetry

The next question that the researchers studied was how the flower actually got asymmetric. By closely observing the researchers noticed that that the carpels at the top of the flower did not stretch evenly. This created a mechanical asymmetry at the base of the style and the anthers. The farther stretching carpel forced the style away into the opposite direction and pulled the anthers towards it.

Because the asymmetric distribution of the plant hormone auxin plays a role asymmetry in plants the researchers checked if this was here also the case. By applying auxin at the base of the developing carpels, the researchers could switch the left-right asymmetry.

Although this study shines light on how Cyanella alba gets it asymmetric flowers, we are left with the question how the rosette gets its direction. The clockwise or counterclockwise twisting of the leaves of the rosette must be a reaction to something in its environment. But what it precisely is that the plant reacts to remains elusive.

Literature

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 Commun 16, 3695 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58803-5

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Asymetrische bloemen

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

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.

The importance of different traits

The importance of different traits

In general, the more diverse a forest how better it can deal with drought and heat. But the local effect of tree diversity is less clear. Now a group of international researchers show that for a tree the water use efficiency of its neighbours makes a big difference.

Globally the rule of the thumb is the more diverse the better. Although, locally the outcomes can be different. To investigate this in more detail, the researchers analysed data from the last 30 years from 15 sites in the Amazonian forest.

They checked: the growth of the trees, their water use, and how close by their neighbours were standing. In addition, they looked at how the weather had been, like how hot it was, and how wet or dry.

Diversity should also take in to account in how far the different traits overlap

In general, trees like to have enough space for themselves. When they are al huddled together, then they grow less quickly. Also trees with efficient water use and larger leaves than their neighbours did better.

But by higher temperatures and especially during drought a shift was observed. While during normal circumstances trees with efficient and non-efficient water use can perfectly live together, during a drought, this changes. During a drought water-spender trees are getting a lot of the sparse water. With as effect that during a drought especially the water efficient trees grow slower.

For diversity of forests, it is important that not only is taken into account the different species, but also to what extend their traits overlap. Or better, don’t overlap.

Literature

Nemetschek, D., Fortunel, C., Marcon, E., Auer, J., Badouard, V., Baraloto, C., Boisseaux, M., Bonal, D., Coste, S., Dardevet, E., Heuret, P., Hietz, P., Levionnois, S., Maréchaux, I., Stahl, C., Vleminckx, J., Wanek, W., Ziegler, C. and Derroire, G. (2025), Love Thy Neighbour? Tropical Tree Growth and Its Response to Climate Anomalies Is Mediated by Neighbourhood Hierarchy and Dissimilarity in Carbon- and Water-Related Traits. Ecology Letters, 28: e70028. https://doi.org/10.1111/ele.70028

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Het belang van verschil in eigenschappen

Het belang van verschil in eigenschappen

In het algemeen geldt dat een divers bos beter opgewassen is tegen droogte en hitte. Maar hoe dat lokaal uitpakt was nog niet helemaal duidelijk. Nu laten een groep van internationale onderzoekers zien dat het voor een boom nogal uitmaakt hoe zuinig de buren met water omgaan.

Wereldwijd de vuistregel, hoe diverser een bos hoe robuuster. Maar lokaal kan de uitkomst nogal verschillend zijn. Om dit nader te onderzoeken besloten de onderzoekers 30 jaar aan data van 15 gebieden in het Amazone regenwoud uit te pluizen.

Hierbij lette ze op: hoe goed de bomen groeide, hun water verbruik, en hoe dicht bij hun buren stonden. Verder verzamelde ze de gegevens over het weer, zoals de temperatuur, en hoe nat of droog het was.

Diversiteit zit hem ook in de mate hoe verschillende eigenschappen overlappen

Over het algemeen bleek dat bomen het liefst genoeg ruimte voor zichzelf hebben. Staan ze met ze allen op een kluitje dan groeien ze minder snel. Bomen met een efficiënter water verbruik en een grotere bladeren dan hun buren deden het beter.

Maar bij hogere temperaturen en vooral droogte verschoof er iets. Waar onder gemiddelde omstandigheden bomen die efficiënt en niet-efficiënt met water omgaan prima naast elkaar kunnen leven, lukt dit bij droogte niet. Bij droogte kaapte de water verspillende bomen veel van het schaarse water. Hierdoor groeien juist de water efficiënte bomen langzamer bij droogte.

Voor diversiteit van bossen is het daarom belangrijk dat niet alleen gekeken wordt naar de verschillende soorten, maar ook in hoeverre de verschillende eigenschappen van overlappen. Of beter gezegd, niet overlappen.

Literatuur

Nemetschek, D., Fortunel, C., Marcon, E., Auer, J., Badouard, V., Baraloto, C., Boisseaux, M., Bonal, D., Coste, S., Dardevet, E., Heuret, P., Hietz, P., Levionnois, S., Maréchaux, I., Stahl, C., Vleminckx, J., Wanek, W., Ziegler, C. and Derroire, G. (2025), Love Thy Neighbour? Tropical Tree Growth and Its Response to Climate Anomalies Is Mediated by Neighbourhood Hierarchy and Dissimilarity in Carbon- and Water-Related Traits. Ecology Letters, 28: e70028. https://doi.org/10.1111/ele.70028

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.