Leeuwenbekken stemmen hun kleuren heel precies af: zelfs kleine kleurverschillen kunnen bepalen of een bij een bloem bezoekt.
Bloemen gebruiken kleur om bestuivers te lokken. Voor een bloem kan een klein kleurverschil daarom heel belangrijk zijn. Onderzoekers van het John Innes Centre ontdekten dat leeuwenbekken hun gele kleur niet met één, maar met vier genen bepalen. Deze werken samen om precies de juiste kleurverdeling op de bloembladen te maken. Het onderzoek is te vinden in Science Advances.
De mengzone
Het onderzoek richtte zich op wilde leeuwenbekken in de Pyreneeën. Daar komen twee soorten kleurpatronen bij elkaar. De ene groep planten heeft gele bloemen met een magenta vlek. De andere groep heeft juist magenta bloemen met een gele vlek. Omdat die twee soorten zo dicht op elkaar liggen worden de bloemen van de ene groep soms bestoven met stuifmeel van de andere groep.
Hierdoor is van nature een smalle ‘mengzone’ ontstaan die tussen deze twee groepen in ligt. In die zone ontstaan bloemen met allerlei verschillende kleurcombinaties: sommige bloemen krijgen een net iets andere gele of magenta tint, terwijl anderen bijna volledig oranje of wit worden. De mengzone is trouwens heel smal: ongeveer een kilometer breed.
Dat maakt het gebied heel interessant voor onderzoekers. Want sommige genen die alleen voorkomen in de ‘mengzone’ zijn nergens anders te vinden, terwijl andere genen wel wijder verspreid zijn. De onderzoekers wilden weten hoe dat kon, en welk effect de bijen op die verspreiding hebben.
Kleurpatronen
Voor het onderzoek keek het team daarom eerst naar welke genen verantwoordelijk zijn voor de gele en magenta kleuren van de twee groepen aan weerszijden van de ‘mengzone’. Daaruit blijkt dat zeven genen een belangrijke rol spelen: drie genen regelen de magenta kleur, terwijl de vier overige genen verantwoordelijk zijn voor de gele kleur.
Onderzoeker Desmond Bradley zegt: “Deze vier genen kunnen er samen voor zorgen dat een bloem een hele specifieke gele kleur heeft. Daarnaast zijn ze ook belangrijk voor het kleurpatroon dat uiteindelijk ontstaat.” Zo zorgen deze vier genen er dus bij de magenta bloemen voor dat het geel heel snel verdwijnt, waardoor uiteindelijk alleen een gele stip ontstaat. Bij de gele bloemen is het andersom: in die bloemen zorgen ze ervoor dat het geel heel langzaam verdwijnt, waardoor de bloemen uiteindelijk hoofdzakelijk geel worden.
Natuurlijke selectie
Daarna keek het team naar hoe vaak bijen de bloemen in de ‘mengzone’ bezochten. Daaruit blijkt dat bijen de bloemen in deze zone eigenlijk niks aan vinden. Bradley zegt: “we zagen dat bijen heel gevoelig zijn voor kleur: zelfs een miniem kleurverschil bleek al reden genoeg te zijn om een bloem wel of niet te bezoeken. Daarom kan de voorkeur van bijen voor specifieke kleuren gezien worden als een vorm van natuurlijke selectie: door het niet bezoeken van een bloem krijgt deze uiteindelijk minder kansen om zich voort te planten.”
Dit onderzoek laat zien dat die vorm van natuurlijke selectie uiteindelijk een heel direct effect kan hebben op het ontstaan van gradiënten en specifieke patronen. Daarbij is dus niet altijd het effect van één specifiek gen belangrijk; soms gaat het vooral om het gezamenlijke effect van meerdere genen.
Leestip: Waarom hommels niet altijd geholpen zijn met meer bloemen
Dat inzicht is niet alleen belangrijk voor onderzoek naar bloemen. Gradiënten, waaronder ook kleurgradiënten, komen veel voor in de natuur. Ze spelen bijvoorbeeld een rol bij het ontstaan van specifieke kleurpatronen op vlindervleugels. Echter komen ze ook op andere manieren voor: denk bijvoorbeeld aan hoe een bevrucht ei langzaam verandert in een embryo.
Het was voorheen niet bijzonder duidelijk hoe natuurlijke selectie zulke gradiënten verder verfijnt. Dit onderzoek brengt daar dus meer duidelijkheid in: een gen hoeft niet dominant te zijn om toch een belangrijk effect op het eindresultaat te hebben. Dat is omdat sommige genen het effect van andere genen kunnen versterken, waardoor het uiteindelijke resultaat soms zwaarder weegt dan het effect van een enkel, dominanter gen.
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Waarom hittebestendige bijen het hardst geraakt kunnen worden door de stijgende temperaturen en Honingbijen zijn beter bestand tegen hittestress als ze samen zijn . Of lees dit artikel: Wat we kunnen leren van het bijenbrein .
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
