Een uiterst zeldzaam geval van een bloem die in de loop van de tijd in kleur schommelt, is ontdekt door onderzoekers in Japan. Het team, onder leiding van Nobomitsu Kawakubo at Gifu-universiteit, toonde aan dat de transformaties verband houden met cyclische veranderingen in de voortplantingsorganen van de bloemen, die dienen om bestuivende insecten naar hen toe te leiden.
Van meer dan 450 plantensoorten is bekend dat ze de kleuren van hun bloemen veranderen. Botanici geloven over het algemeen dat deze veranderingen verband houden met de bestuivingscondities in elke bloem, waardoor insecten een signaal krijgen waar de beste nectar te vinden is.
De overgrote meerderheid van deze kleurveranderingen zijn unidirectioneel, wat betekent dat als de kleur eenmaal is veranderd, deze nooit meer terug kan veranderen. Maar tijdens hun studie ontdekte het team van Kawakubo een voorbeeld van een veel zeldzamere bidirectionele bloem, die heen en weer schommelt tussen twee kleuren. Genaamd Causonis japonica, deze wijnstokplant komt oorspronkelijk uit tropische streken van Azië en Australië en wordt vaak als onkruid beschouwd.
Verkleurend naar roze
Aan het begin van zijn oscillatiecyclus ontdekten de onderzoekers dat C. japonica's bloemschijf is oranje van kleur, maar vervaagt al snel naar roze. Na enkele uren daglicht krijgen de bloemen hun oranje tint terug en herhaalt de cyclus zich.
Door hun analyse ontdekten de onderzoekers dat deze veranderingen sterk verband houden met de niveaus van carotenoïde pigmenten die in de bloemen aanwezig zijn. Carotenoïden zijn vooral bekend omdat ze wortelen hun kenmerkende oranje tint geven, maar ze zijn ook verantwoordelijk voor het produceren van rode, oranje en gele kleuren in organismen die zo divers zijn als pompoenen, kreeften en bacteriën rond vulkanische warmwaterbronnen.
De nanokrachten van een bloem
In C. japonica, ontdekten de onderzoekers dat de niveaus van carotenoïden een hoogtepunt bereikten op momenten dat de bloemen mannelijke voortplantingsorganen bevatten die stuifmeel produceren. Dit viel ongeveer samen met een toename van de nectarafscheiding in de bloem, wat optimale omstandigheden bood voor bestuiving door insecten.
Terwijl de mannelijke organen verwelkten en loskwamen van de bloem, werden de opgehoopte carotenoïdemoleculen afgebroken en werd de bloem roze. Maar na een paar uur daglicht ontwikkelden de bloemen vervolgens stuifmeelbevruchtende vrouwelijke voortplantingsorganen. Naarmate carotenoïden zich weer ophoopten, veranderden de bloemen van roze in oranje en begonnen ze meer nectar af te scheiden. Uiteindelijk verwelken deze organen, worden de bloemen roze en begint de cyclus opnieuw.
Nadat ze deze oscillerende faseveranderingen hebben ontdekt, zullen Kawakubo en collega's nu proberen meer te leren over de biologische mechanismen die erbij betrokken zijn. Waar C. japonica ooit algemeen als hinderlijk werd beschouwd in Japan, hoopt het team dat hun ontdekkingen van zijn opmerkelijke gedrag een nieuwe waardering voor de plant kunnen opwekken. Een beter begrip van hoe kleurveranderingen in andere bloemen plaatsvinden, kan ook leiden tot betere technieken om bedreigde plantensoorten te beschermen.
Het onderzoek is beschreven in Wetenschappelijke rapporten.
