Cambridge-ûndersikers hawwe oantoand dat planten de chemie fan har petal-oerflak regelje kinne om irisearjende sinjalen te meitsjen dy't sichtber binne foar bijen.
Wylst de measte blommen pigminten produsearje dy't kleurich ferskine en fungearje as in fisuele oanwizing foar bestuivers, meitsje guon blommen ek mikroskopyske trijediminsjonale patroanen op har petale oerflakken. Dizze parallelle strepen wjerspegelje bepaalde golflingten fan ljocht om in irisearjend optysk effekt te produsearjen dat net altyd sichtber is foar minsklike eagen, mar dochs sichtber foar bijen.
D'r is in soad konkurrinsje foar oandacht fan bestuivers en - jûn dat 35% fan 'e gewaaksen fan' e wrâld fertrouwe op bistebestuivers - begryp hoe't planten blomblêdpatroanen meitsje dy't bestuivers behagen kinne wichtich wêze foar it rjochtsjen fan takomstich ûndersyk en belied yn lânbou, biodiversiteit en behâld.
Undersyk ûnder lieding fan professor Beverley Glover's team oan 'e ôfdieling Plantwittenskippen fan Cambridge die bliken dat d'r mear is oan petalmusterjen dan it each foldocht. Foarige resultaten oanjûn dat meganyske buckling fan de tinne, beskermjende kutikula laach op it oerflak fan 'e jonge groeiende blomblêden koe oansette de foarming fan mikroskopyske richels.
Dizze semi-oardere richels fungearje as diffraksjeroosters dy't ferskate golflingten fan ljocht reflektearje om in swak irisearjend blau-halo-effekt te meitsjen yn it blau-UV-spektrum dat hommels kinne sjen. Wêrom't dy strepen allinnich yn beskate blommen of sels allinnich op beskate dielen fan de blomblêden foarmje, waard lykwols net begrepen.
Edwige Moyroud, dy't dit ûndersyk begon yn it laboratoarium fan professor Glover en no har eigen ûndersyksgroep liedt by it Sainsbury Laboratory, hat de Australyske lânseigen hibiscus, Venetië mallow (Hibiscus trionum), ûntwikkele as in nije modelsoarte om te besykjen te begripen hoe en wannear dizze nanostruktueren ûntwikkelje.
"Us earste model foarsei dat hoefolle sellen groeie en hoefolle kutikula dy sellen meitsje wichtige faktoaren wiene dy't de formaasje fan strielen kontrolearje," sei Dr. Moyroud, "mar doe't wy it model begon te testen mei help fan eksperiminteel wurk yn Venetië mallow wy fûnen út dat harren formaasje is ek tige ôfhinklik fan cuticle skiekunde, wat beynfloedet hoe't de cuticle reagearret op de krêften dy't feroarsaakje buckling.
"De folgjende fraach dy't wy ûndersykje wolle is hoe't ferskate chemie de meganyske eigenskippen fan 'e kutikula kinne feroarje, as in nanostruktuerboumateriaal. It kin wêze dat ferskate gemyske komposysjes resultearje yn in kutikula mei ferskillende arsjitektuer of mei ferskillende stivens en dêrtroch ferskillende manieren om te reagearjen op 'e krêften dy't troch sellen ûnderfine as it blomblêd groeit."
Dit projekt die bliken dat d'r in kombinaasje is fan prosessen dy't gearwurkje en planten tastean om har oerflakken te foarmjen. Dr. Moyroud foege ta, "Planten binne formidabele skiekundigen en dizze resultaten yllustrearje hoe't se de skiekunde fan har nagelriem krekt kinne ôfstimme om ferskate tekstueren oer har blomblêden te produsearjen. Patroanen foarme op mikroskopyske skaal kinne in ferskaat oan funksjes ferfolje, fan kommunikaasje mei bestuivers oant ferdigening tsjin herbivoren of sykteferwekkers.
"Se binne opfallende foarbylden fan evolúsjonêre diversifikaasje en troch it kombinearjen fan eksperiminten en komputearjende modellering begjinne wy in bytsje better te begripen hoe't planten se kinne fabrisearje."
De befinings sille wurde publisearre yn Aktuele biology.
“Dizze ynsjoggen binne ek nuttich foar biodiversiteit en behâld wurk om't se helpe om te ferklearjen hoe't planten omgean mei har omjouwing," sei professor Glover, dy't ek direkteur is fan 'e Cambridge University Botanic Garden, wêryn't de ûndersikers foar it earst de irisearjende blommen fan Venetië mallow opmurken.
"Bygelyks soarten dy't nau besibbe binne, mar dy't groeie yn ferskate geografyske regio's kinne hiel ferskillende blomblêdpatroanen hawwe. Begripe wêrom't blomblêden ferskille en hoe't dit de relaasje tusken planten en har bestuivers kin beynfloedzje, kin helpe om belied better te ynformearjen yn takomstich behear fan miljeusystemen en behâld fan biodiversiteit.
Ûndersykje wat driuwt 3D petal patroan
De ûndersikers namen de ûndersiken stapsgewoan oan. Se observearre earst petalûntwikkeling en merkten op dat de kutikula-patroanen ferskine as sellen ferlingje, wat suggerearret dat groei wichtich wie. Se bepale doe oft it mjitten fan fysike parameters relatearre oan groei, lykas selútwreiding en cuticula-dikte, de waarnommen patroanen adekwaat koe foarsizze, en fûnen dat se net koene. Se diene doe in stap efterút om te besykjen te identifisearjen wat der miste.
De eigenskippen fan in materiaal, itsij anorganysk as produsearre troch libbene sellen lykas de kutikula, binne wierskynlik ôfhinklik fan 'e gemyske aard fan dit materiaal. Mei dit yn gedachten, de ûndersikers besletten om te sjen nei cuticle skiekunde, en fûn dat, yndie, dit is in kontrolearjende faktor. Om dit te dwaan, brûkten se earst in nije metoade út it skiekundefjild om de gearstalling fan 'e kutikula te analysearjen op heul spesifike punten oer it blomblêd. Dit liet sjen dat petalregio's mei kontrastearjende tekstueren (glêd of striid) ek ferskille yn 'e skiekunde fan har oerflak.
Yn fergeliking mei glêde kutikula fûnen se dat de gestreepte kutikula hege nivo's fan dihydroxy-palmitinezuur en waxen en lege nivo's fan fenolyske ferbiningen hat. Om te testen as kutikulagemy yndie wichtich wie, pionierden se doe in transgene oanpak yn Hibiscus om de kutikula-chemie direkt yn 'e planten te feroarjen, mei genen fergelykber mei dy bekend om de produksje fan kutikula-molekulen te kontrolearjen yn in oare modelplant, Arabidopsis.
Dit liet sjen dat de tekstuer fan 'e kutikula kin wurde wizige, sûnder selgroei te feroarjen, gewoan troch it feroarjen fan cuticle-komposysje. Hoe kin de skiekunde fan de kutikula syn 3D-folding kontrolearje? De ûndersikers tinke dat in feroaring yn cuticle chemie beynfloedet de meganyske eigenskippen fan 'e nagelriem, om't, sels as se útwreide mei in spesjale apparaat, transgene petalen mei glêde nagelriem glêd bleaunen, yn tsjinstelling ta dy fan wylde planten.