Orchid Society Rotterdam, Science

Most items aren't translated yet.
Can you help us with translating? please let us know.

Science and things you always wanted to know:

Onderzoek werpt nieuw licht op evolutie van vlinderorchideeënbloem

Nieuw onderzoek laat zien hoe vlinderorchideeënbloemen zijn geëvolueerd tot verschillende vormen die zijn aangepast aan hun bestuivers. In een recent gepubliceerd artikel ontrafelen Dewi Pramanik (Naturalis Biodiversity Center) en collega's de evolutionaire oorsprong van drie verschillende bloemorganen.

Bij de bestuiving van orchideeën komt het erop aan dat stuifmeelklompjes heel precies op specifieke organen van bestuiver en bloem terechtkomen. De bloem van een vlinderorchidee heeft drie kelkbladen en drie kroonbladen. Aan de binnenkant van de kroonbladen bevinden zich de helmknop en de stempel, die samen één orgaan vormen: het zuiltje. Het middelste kroonblad wordt de lip genoemd, en is vaak verfraaid met een callus. Tijdens de bestuiving biedt de callus houvast voor het insect. Om te voorkomen dat het insect voortijdig vertrekt, spelen de stelidia (uitsteeksels van het zuiltje) een sleutelrol. Zij beletten het insect te ontsnappen en positioneren bovendien de kop of andere lichaamsdelen van het dier op de juiste plaats vóór de voortplantingsorganen van de bloem. Ten slotte werken het mentum (een uitstulping gevormd door de voet van het zuiltje en de basis van de lip) en de zijkanten van de zijkelkbladen als een scharnier, dat een insect kort tegen het zuiltje klemt om te zorgen dat de stuifmeelklompjes op de juiste plek belanden.

In de loop van de evolutie van de vlinderorchideeën heeft de vorm van de callus, de stelidia en het mentum zich aangepast aan de verschillende grootte van bestuivers. Dit leidde tot andere bloemvormen. Bij de vorming van de bloemorganen zijn MADS-box- en MYB-transcriptiefactoren betrokken. In het onderzoek zijn elektronenmicroscopie, micro-3D-CT-scanning en genexpressieanalyse toegepast om de bloemontwikkeling beter te begrijpen. Er zijn zowel weefsels uit bloemknoppen als open bloemen geanalyseerd van twee verschillende vlinderorchideën: Phalaenopsis equestris en Phalaenopsis pulcherrima. De eerste soort heeft bloemen met een grote callus, korte stelidia en een lip zonder mentum. Van de laatste soort hebben de bloemen een kleine callus, lange stelidia en een goed ontwikkeld mentum. De bestuivers verschillen ook: P. equestris wordt bestoven door grote bijen uit het geslacht Xylocopa, P. pulcherrima door veel kleinere bijen uit het geslacht Amegilla.

Bloemen van twee verschillende vlinderorchideënsoorten.
a. Phalaenopsis equestris; b-c. Phalaenopsis pulcherima;
Afkortingen: Ca=callus; Me=mentum; St=stelidia (Bron: Dewi Pramanik)

De resultaten van het onderzoek laten zien dat de stelidia zich al vroeg ontwikkelen in jonge bloemknoppen, terwijl de callus en het mentum pas later gevormd worden. Een combinatie van micro-3D-CT- en genexpressieanalyses toont aan dat de stelidia ooit meeldraden waren, dat de callus is ontstaan uit een fusie van een kroonblad en meeldraad, en dat het mentum uit meeldraad-, kelk- en kroonbladweefsel bestaat. Is de expressie van het SEP-1 gen hoog, dan is de expressie van veel andere genen laag en onstaat een groot callus op de lip van de vlinderorchidee. Is de situatie andersom dan blijft het callus klein. In bloemen met een goed ontwikkeld mentum en lange stellidia is de expressie van AP3-1 en AGL6-1 genen hoog en van veel andere genen laag. In bloemen zonder mentum en met korte stelidia is de situatie omgekeerd.

Bloemen die hun kleur aanpassen aan hun bestuiver

Rozen zijn rood, viooltjes zijn blauw.... toch?
Nou dat blijkt dus allemaal iets ingewikkelder te zijn. De kleur van een bloem kan zich namelijk aanpassen aan de wensen van de bestuiver.

Planten kunnen door allerlei dieren bestoven worden. In Europa zijn dat bijvoorbeeld bijen en vlinders, maar ook vliegen en kevers. In de tropen wordt het ook veel gedaan door vogels en zelfs vleermuizen en nachtvlinders. Nou blijkt uit onderzoek dat het type bestuiver enorm veel invloed heeft op hoe een bloem eruit ziet

In the eye of the BEEholder

Vogels zien goed blauw, groen en rood. Bijen zien goed ultraviolet. Bloemenplanten houden rekening met de ogen van hun bestuiver en passen de kleur daarop aan. Sterker nog: verandert het soort bestuiver, dan kan de kleur zelfs mee veranderen! En dat gebeurt in sommige gevallen al binnen een aantal generaties. Kan die kleur dan ook terug veranderen? Niet in alle gevallen, maar soms wel.

Een mooi voorbeeld van zo'n aanpassing in kleur is de klaproos. Oorspronkelijk komt hij uit het Midden-Oosten. Daar wordt hij bestoven door een kevertje dat rood goed kan zien. Daar zijn klaprozen dus ook echt felrood. Een paar duizend jaar geleden namen de Romeinen naar verluid de klaproos mee naar Europa. Alleen is hier dat kevertje niet. Hier wordt hij bestoven door bijen en die zien geen rood. En dus zijn klaprozen hier lichter en hebben ze er zelfs uv-reflectie bij geëvolueerd.

Hou oud is de oudste bloem?

Ze hebben ook naar andere interessante vragen gekeken. Zoals: hoe oud is de oudste bloem die ooit is gevonden? Ze keken daarvoor naar fossielen en moleculaire analyses. Nou zijn de eerste fossielen van bloemplanten zo'n 130 tot 140 miljoen jaar oud. Maar volgens moleculaire rekenmodellen moet dat zo'n 70 miljoen jaar eerder zijn. Een heel interessant en evolutionair significant verschil, waar zeker nog uitgebreider naar gekeken gaat worden.

Dwarsdoorsnede van de bloemen van pronkboon (Phaseolus coccineus)
Credit: CJ van der Kooi, Rijksuniversiteit Groningen

Dwarsdoorsnede van bloemen van een Solanum citrullifolium (nachtschade)
Credit: CJ van der Kooi, Rijksuniversiteit Groningen

Why orchids could be the future of mosquito repellants

Bron:

Bericht uitgegeven door newatlas.com

Mosquitoes are infamous for their apparent predilection for blood: notably, from a human perspective, human blood. In many parts of the world this brings with it the unwelcome possibility of the transmission of disease.

Trivia buffs may also know that it’s only female mosquitoes that feed on blood. Perhaps less well known, though well-understood in the science community, is that females only consume blood for a few days of their lives. The rest of the time they feed on flower nectar, which also happens to be the sole source of food for male mosquitoes.

New research shows just how potent the allure of flowers can be to mosquitoes, as well as, interestingly, a deterrent. The findings hint at the possibility that more effective, less toxic mosquito traps and repellents could one day be made, based on chemicals in flowers to which mosquitoes are attracted or averse.

The team looked more deeply into mosquitoes from the genus Aedes, and their attraction to Platanthera obtusata, commonly called the blunt-leaf orchid. The mosquitoes’ preference for the orchid had already been observed, but by covering the orchids with canvas bags, the researchers demonstrated that it was the orchid’s scent that proved irresistible. This prompted the researchers to set about recreating the scent in the lab, which is where things get interesting.

Even through canvas bags, the mosquitoes were attracted to the orchids in question Picture by Kiley Riffell

“We often describe scent as if it’s one thing – like the scent of a flower, or the scent of a person,” supervising author Jeffrey Riffell says in a University of Washington press release. “Scent is actually a complex combination of chemicals – the scent of a rose consists of more than 300 – and mosquitoes can detect the individual types of chemicals that make up a scent.”

The team used gas chromatography and mass spectroscopy to identify the chemicals present, finding two in particular which stood out as different from similar orchids to which the mosquitoes in question aren’t attracted. The compound nonanal, or nonanaldehyde, was more prevalent; while the compound lilac aldehyde was less prevalent.

By measuring electrical activity in mosquito antennae, the researchers could see that several species of mosquitoes respond to these compounds, and not only those native to the high-altitude climates in the Northern Hemisphere where blunt-leaf orchids occur. This was despite those species having diverged over 100 million years ago. The scent proved attractive to both females and males.

The mosquitoes preferred the compounds to appear in the same ration present in the orchid. Interestingly, with no lilac aldehyde, they became less keen. However, with more lilac aldehyde than occurs naturally, the mosquitoes were sometimes repelled by the scent.

This makes sense, since there’s more lilac aldehyde in other Platanthera orchid species to which mosquitoes aren’t attracted.

Examining the brain activity of Aedes increpitus and genetically-modified Aedes aegypti mosquitoes, the researchers could see that nonanal and lilac aldehyde stimulate competing parts of the brain, with activity in the one capable of suppressing activity in the other. It seems to be the precise ratio of these compounds, and hence the nature of this chatter across the brain, that makes one orchid compelling and another repellent.

This raises the compelling prospect of improved human-made repellents and traps based on the chemical makeup of orchid scents. But it’s too early to say that for sure. “Lilac aldehyde could be a potential repellent,” Riffell tells New Atlas, “but this needs to be verified in future experiments, both in the laboratory and the field.”

The team is going on to research other sources of sugar attractive to mosquitoes that may one day prove useful in developing traps that could fight the spread of disease.

The research team comprises members of the University of Washington, Virginia Tech, and UC San Diego. Its lead author is Chloé Lahondère. The research was recently published in the Proceedings of the National Academy of Sciences and is free to read online.

Nieuwe kijk op het aanpassingsvermogen van wilde planten

Bron:

Bericht uitgegeven door naturetoday.com

Hoe passen planten zich aan onder druk van omstandigheden zoals droogte of hitte?
Een recente theorie kijkt naar de rol van moleculen óp het DNA. De tijd is nu rijp om die theorie te testen in een natuurlijke omgeving. Met de verworven inzichten wordt een nieuwe generatie onderzoekers opgeleid.

Die moleculen kunnen onder druk van factoren van buitenaf genen aan- en uitzetten. De aanpassingen die daaruit voortkomen zijn zelfs overerfbaar zonder dat de de DNA-sequentie verandert: een revolutionair idee, dat onder wetenschappers pas sinds een aantal jaar helemaal is ingeburgerd.

Terrestrisch ecoloog Koen Verhoeven van het NIOO staat aan het hoofd van EpiDiverse, een nieuw Europees project dat nu de volgende stap moet gaan zetten in het bestuderen van epigenetische aanpassingen bij planten: erachter komen hoe belangrijk ze zijn voor het aanpassingsvermogen in een natuurlijke omgeving.

Europese populieren

Tot voor kort werd er alleen gekeken naar een klein aantal modelsoorten zoals met name de zandraket (Arabidopsis). Om een diversiteit aan soorten in het wild te kunnen bestuderen, was eerst meer goede genoominformatie nodig. "Anders blijft het krabben aan de oppervlakte", zegt Verhoeven.

Inmiddels is die genoominformatie beschikbaar. Eén van de soorten die de onderzoekers graag in het wild willen bestuderen is de populier. Die vind je overal in Europa, in natte én in droge gebieden. Daarom is hij uitermate geschikt om te kijken naar de invloed van droogte op het genereren van epigenetische variatie.

Eén van de manieren waarop die variatie ontstaat was al bekend uit het zandraket-onderzoek. DNA-methylering, het bekendste epigenetische mechanisme, onderdrukt de activiteit van 'transposable elements': rondspringende genen die mutaties veroorzaken. Door factoren zoals droogte wordt die onderdrukking soms losgelaten. Maar wanneer?

Aseksuele voortplanting

De onderzoekers willen ook weten of epigenetica bij alle soorten een even belangrijke invloed heeft op het aanpassingvermogen. Zeer waarschijnlijk niet, zegt Koen Verhoeven. Zo zijn er aanwijzingen dat de manier van voortplanten, seksueel of aseksueel, uitmaakt voor de stabiliteit van epigenetische mechanismen door de generaties heen.

"Dat kunnen we gericht toetsen door ook aseksuele soorten erbij te nemen", zegt Verhoeven. Bij het selecteren van geschikte plantensoorten is het dan ook belangrijk dat de eigenschappen ervan onderling zoveel mogelijk verschillen. Maar het project heeft naast onderzoek ook nog een ander belangrijk doel: mensen trainen.

De Europese Unie, die EpiDiverse financiert, wil investeren in het opleiden van een cohort AIOs. Volgens Verhoeven is ook daarvoor de tijd nu rijp. "We kunnen voor bijna elke plantensoort gedetailleerd in het genoom kijken: wat gebeurt er met de expressie van genen, welke genen zijn betrokken bij aanpassingen? Maar de training van mensen die geïnteresseerd zijn in ecologie en het aanpassingvermogen van planten neemt die skills nog niet genoeg mee."

Geen barrières meer

Goeie moleculaire skills en goeie bioinformaticakennis: die combinatie is nodig om in de toekomst goed onderzoek te doen naar de aanpassing van planten aan klimaatverandering en andere milieu-omstandigheden, zegt Verhoeven. Toegespitst op het gebied van epigenetica werd zoiets nog niet aangeboden. "Dat gaan wij doen."

EpiDiverse is daarvoor nu eerst begonnen met het recruteren van AIOs. Er komen er 15, ondergebracht bij 12 universiteiten en onderzoeksinstituten verspreid over Europa: een uitgebreid netwerk. Daarin komt kennis over ecologie en moleculaire genetica samen met bioinformatica. "We leveren straks onderzoekers af voor wie er geen barrières meer zijn tussen die vakgebieden."

Tekst: NIOO-KNAW
Foto's: Ivar Leidus (leadfoto: bosaardbei); Perro de Jong; Pixabay

In de oeroude samenwerking tussen plant en schimmel die in de loop van de evolutie is ontstaan, komt een opvallende uitzondering voor. Er zijn planten die niet netjes voedingsstoffen met bodemschimmels uitwisselen, maar die de schimmels belazeren en ze ‘opeten’. Onderzoekers van Naturalis Biodiversity Center hebben ontdekt dat steeds dezelfde schimmelsoorten hiervan de dupe zijn.

Naast zonlicht gebruiken planten water en mineralen uit de bodem om te groeien en te bloeien. Planten kunnen die voedingsstoffen met hun wortels uit de bodem halen, maar doorgaans laten ze die taak over aan bodemschimmels. Deze bodemschimmels groeien in en rond plantenwortels en leveren water en mineralen aan. In ruil voeden de planten de schimmels met suikers. Deze uitwisseling tussen planten en schimmels is oeroud en komt bij alle planten en overal ter wereld voor.

Maar planten en bodemschimmels gaan niet altijd zo behulpzaam met elkaar om. In de loop van de evolutie zijn sommige planten erin geslaagd om bodemschimmels te belazeren: de wortels van deze planten breken de schimmels af en de planten nemen de voedingsstoffen die zo vrijkomen op. Deze ‘schimmeletende’ planten leven uitsluitend op hun schimmelmaaltijden en hebben geen zonlicht nodig om te groeien. Met dit mechanisme kunnen bijvoorbeeld ook bepaalde orchideeën die in de schaduw of zelfs ondergronds groeien het gebrek aan licht compenseren door schimmels te bestelen. In het plantenrijk is het een van de meest extreme vormen van aanpassing.

Vincent Merckx met een schimmeletende plant (Bron: Naturalis Biodiversity Centre)

Onderzoekers van Naturalis Biodiversity Center karakteriseerden voor het eerst het dieet van deze schimmeletende planten in Australië en Nieuw-Zeeland, door dit te vergelijken met het menu van planten die juist samenleven met schimmels. Ze kwamen tot de opmerkelijke vaststelling dat schimmeletende planten uiterst kieskeurig zijn. Ongeacht waar ze groeien, schimmeletende planten eten altijd precies dezelfde schimmelsoorten. 'Hoe lang de menukaart ook is, deze planten bestellen steeds hetzelfde gerecht,' stelt Vincent Merckx, die meewerkte aan de studie. Of dit nu ook echt de lekkerste schimmels zijn, konden de onderzoekers niet achterhalen.

Hun bevindingen vergroten ons begrip van de invloed die ondergrondse ecologische processen hebben op de verspreiding van planten over onze planeet.

In tegenstelling tot veel andere organismen hebben bomen waarschijnlijk minder bezwaar tegen een hogere CO2-concentratie in de atmosfeer. Zij hebben dit gas nodig om via fotosynthese hun eigen voedsel - in de vorm van suikers - te maken. Huidmondjes aan de onderzijde van de bladeren regelen de uitwisseling van gassen. Als ze zich openen, kan CO2 naarbinnen stromen en zuurstof - dat voor de boom een afvalproduct is - naar buiten. Tegelijkertijd raakt een boom echter ook water kwijt omdat het via de huidmondjes verdampt: bomen transpireren. Water is voor alle levende organismen een kostbaar goed, maar bomen hebben van de nood een deugd gemaakt.

Bomen kunnen meer dan 100 meter hoog worden en ook het allerhoogste blaadje heeft water nodig. Een boom heeft geen pomp, zoals een hart, dat het water uit de grond naar de top pompt, maar maakt juist gebruik van het transpireren en de bijzondere eigenschappen van water.

Watermoleculen 'plakken' graag aan elkaar en ook aan andere 'waterminnende' stoffen zoals glas. Daardoor kruipt water een beetje tegen de wanden van een glas omhoog. Dat is nog beter te zien bij een rietje. Het waterniveau in het rietje staat duidelijk hoger dan het waterniveau in het glas. Dit fenomeen staat bekend als capillaire werking.

Hoe smaller het rietje, hoe hoger het water kan staan, maar daar zit een limiet aan. De capillaire krachten worden tegengewerkt door de zwaartekracht die de waterkolom naar beneden trekt. Als beide krachten in evenwicht zijn, stijgt het water in het rietje niet verder. Om te drinken moet daarom aan een rietje gezogen worden - wat onderdruk genereert - om het water nog verder omhoog te krijgen.

Een boom is uitgerust met een uitgebreid waterleidingsysteem van houtvaten dat op een vergelijkbare manier werkt. Een houtvat ('waterleiding') bestaat uit een aaneenschakeling van dode holle houtcellen met gaatjes in de celwanden, zodat het water van cel naar cel kan stromen. Net als bij het rietje 'verankert' water zich graag aan houtvaten. Als watermoleculen via de bladeren verdampen nemen de 'buur'-moleculen door de intermoleculaire krachten hun plek in. Er ontstaat een onderdruk waardoor deze moleculen als het ware een stukje omhoog worden gezogen. Omdat watermoleculen stevig aan elkaar plakken, wordt al het water in de leiding een stukje omhooggetrokken. De watermoleculen vormen als het ware een touw dat door de transpiratie de boom wordt uitgetrokken. De wortels van een boom zorgen ervoor dat aan de onderkant nieuwe watermoleculen aan het 'watertouw geknoopt' worden door water uit de grond te halen. Kortom: trees suck.

Als het waterleidingsysteem eenmaal in werking is, kost het de boom verder nagenoeg geen energie om water te transporteren. Het water verdampt immers 'gratis'. Sommige bomen kunnen op een hete dag wel 1.000 liter water transporteren.

Er wordt driftig gewerkt aan op bomen en andere planten gebaseerde transpiratiepompen. Hierbij gebruikt men materialen met kleine poriën, bijvoorbeeld keramiek, en een hittebron. Ook wordt gewerkt met gespecialiseerd technisch textiel. Voordelen van deze pompen zijn de eenvoudige constructie en het ontbreken van bewegende delen die kunnen slijten.

Hoewel transpiratiepompen de 100 meter van bomen nog niet halen, is dat ook niet altijd nodig en kunnen onder andere worden ingezet voor koeling, drainage en bewatering. Omdat een conventionele pomp niet gemakkelijk te verkleinen is voor gebruik in kleine apparaten, zoals gassensoren, wordt juist voor kleine micropompen inspiratie gehaald uit het ingenieuze systeem van grote woudreuzen.

De hoogte meten van een grote boom is niet eenvoudig en veel oude metingen zijn daarom soms wat overdreven. Bomen van 150 meter bestaan niet, maar wel van 115 meter. Een overzicht van de hoogste boomsoorten is op de WIB website te vinden. Volgens Monumentale bomen heet de hoogste boom ter wereld Hyperion en is maar liefst 115,72 meter hoog (blijkbaar heel nauwkeurig gemeten). De hoogste boom van Nederland staat in Apeldoorn wederom aldus Monumentale bomen en meet een dikke 50 meter.

De officiële benaming van het waterleidingsysteem van bomen is xyleem, zie bijvoorbeeld Wikipedia. Zie ook het item in Wikipedia over houtvaten.

Voor meer achtergrondinformatie over de werking van het watertransport is het handig om de volgende begrippen te kennen: waterstofbrug, cohesie, adhesie en oppervlaktespanning.

De theorie over de transpiratiepomp van bomen heet officieel het Transpiration-Cohesion-Tension Model.

'De natuur als uitvinder' geschreven door De Bionische Vrouw Ylva Poelman is nu verkrijgbaar. Het boek gaat vergezeld van een website. Hierop is meer informatie te vinden, zoals de inhoudsopgave en de achterflaptekst. Daarnaast staat op de website extra materiaal met links naar (soms hilarische) filmpjes, afbeeldingen en verwijzingen naar meer informatie over de onderwerpen die in het boek worden behandeld.

Planten zijn afhankelijk van licht om te groeien. Om die reden zullen licht-minnende soorten alles op alles zetten om niet in de schaduw terecht te komen. Toch zijn er ook veel schaduwsoorten die prima overleven in het bos. Voor deze soorten is het onmogelijk om boven de schaduw van grote bomen uit te groeien. Hoewel er al veel onderzoek is gedaan naar het ontwijken van schaduw, is tot nu toe onbekend hoe schaduwtolerante planten dit onderdrukken, terwijl zij wel sterke schaduwsignalen weernemen.

Promovenda Lot Gommers onderzocht de genexpressiepatronen in twee wilde plantensoorten van het genus Geranium, beide aangepast aan een andere (licht)omgeving. G. pyrenaicum (bermooievaarsbek) groeit in graslanden, terwijl G. robertianum (groot robertskruid) ook in bossen gevonden kan worden. Haar onderzoek leverde verschillende bevindingen op. Zo kwam Gommers erachter dat verschillende aanmaak van en gevoeligheid voor plantenhormonen in deze twee soorten ten grondslag ligt aan de groeiverschillen in de schaduw. Daarnaast heeft schaduw een verschillend effect op het immuunsysteem van deze twee soorten. In de schaduw wordt G. pyrenaicum makkelijker ziek van een schimmelinfectie, terwijl G. robertianum zichzelf in de schaduw juist beter kan beschermen. Tot slot ontdekte Gommers nieuwe schakels die planten helpen uit de schaduw te groeien, en die wellicht ook het groeiverschil tussen de twee soorten kunnen verklaren.

In de toekomst zal de opgedane kennis over het onderdrukken van groei in de schaduw nuttig zijn bij het veredelen van gewassen, die nu nog vaak energie verliezen aan deze strekkingsgroei, wat vaak ten koste gaat van vruchtontwikkeling en het immuunsysteem.

Begindatum en -tijd 31 augustus 2016 16:15
Einddatum en -tijd 31 augustus 2016 17:15
Locatie Academiegebouw
Promovendus C.M.M. Gommers
Proefschrift When growing tall is not an option - contrasting shade avoidance responses in two wild Geranium species
Promotor(es) prof. dr. R. Pierikprof. dr. L.A.C.J. Voesenek

Houtvorming is één van de meest fundamentele processen op aarde, maar we weten nog steeds niet welke genen ervoor zorgen dat de ene plant zich ontwikkelt tot een 100 meter grote woudreus, terwijl de andere soort nooit zal verhouten en stopt met groeien op een hoogte van 10 centimeter.

De evolutie van kruidachtige naar verhoute planten is honderden malen opgetreden in het plantenrijk, wat wetenschappers ertoe brengt te denken dat het genetisch mechanisme hierachter relatief eenvoudig moet zijn. Het meest gangbare idee is dat er slechts één sleutelgen verantwoordelijk is voor het in gang zetten of juist blokkeren van houtvorming. Dit gen is echter nog steeds niet gevonden. De drang om op zoek te gaan naar alternatieve verklaringen wordt dan ook alsmaar groter.

Gemuteerde zandraket en natuurlijke variant: Verschil in levensvorm tussen de gemuteerde zandraket (links) en de natuurlijke variant (rechts) (Bron: Naturalis Biodiversity Centre)

Naturalispromovendus Nicolas Davin en collega’s vergeleken de natuurlijke variant van de zandraket, die in Nederland veelvuldig voorkomt als een kleine, niet-verhoute soort, en een verhoute, struikvormige mutant van de zandraket. In deze eerder ontwikkelde mutant waren twee genen uitgeschakeld die de plant aanzetten tot bloei. Wat bleek: bij de houtige mutant van de zandraket kwamen maar liefst duizenden genen verschillend tot expressie in vergelijking met de natuurlijke plant. Het was onmogelijk om één gen als sleutelgen voor houtvorming te detecteren. Na verdere analyse kwam aan het licht dat er sprake is van een zogenaamd netwerk met honderden genen die een sterke interactie met elkaar vertonen.

Geninteractienetwerk van genen die verschillend tot expressie komen in het houtstadium van de gemuteerde zandraket. Elk punt vertegenwoordigt een gen en de lijnen tussen de genen duiden de interacties aan. De kleuren geven clusters aan van genen die sterker met elkaar gelinkt zijn dan met andere delen in het netwerk. (Bron: Naturalis Biodiversity Centre)

Davin en collega’s hebben het bestaan van dergelijke interactienetwerken geïnterpreteerd als een alternatief mechanisme om de veelvuldige evolutie naar houtvorming te verklaren. Met andere woorden, niet één maar meerdere genen ingebed in een hecht interactienetwerk zouden kunnen verklaren waarom de ene soort uitgroeit tot een woudreus, terwijl de andere met een calimero-complex zal moeten voortleven.

Dat toont een onderzoeksteam aan van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW), Wageningen University, en de Universität Leipzig in een uitgebreid experiment. In de studie, gepubliceerd in Journal of Ecology, identificeren zij de succesfactoren voor een gezond plantenleven.

Planten in de volle grond ontkomen niet aan interacties met het bodemleven; succesvolle planten maken gebruik van bodemorganismen die hun plantengroei bevorderen en vermijden de schadelijke organismen. Maar hoe is te voorspellen of een plant zijn bodemleven beter of slechter maakt voor zichzelf? En hebben planten baat bij plantendiversiteit?

Om die vragen te beantwoorden gebruikten de onderzoekers 48 plantensoorten waaronder verschillende soorten grassen, stikstofbindende planten en grote en kleine kruiden. Zij testten de groeikracht van deze soorten uit op verschillende grondsoorten. Eén daarvan was grond waarop slechts de eigen plantensoort had gegroeid en zo een soorts-eigen gemeenschap van bodemorganismen had geselecteerd. De groeikracht werd daarnaast met dezelfde plantensoorten uitgetest op grond die eerder was doorworteld door de 48 verschillende plantensoorten en dus een zeer diverse gemeenschap aan bodemorganismen had gecreëerd. De groei op deze twee grondsoorten vergeleek het onderzoeksteam met de groei van de planten op steriele grond van verder dezelfde samenstelling.

Het internationale onderzoeksteam vond dat veel plantensoorten het slechtste groeiden op hun eigen grond, terwijl andere plantensoorten juist beter groeiden in hun eigen grond in vergelijking met gesteriliseerde grond. Echter zowel de soorten die het slecht deden als de soorten die het goed deden op hun eigen grond groeiden alle nog beter op de grond met nalatenschap van alle plantensoorten samen.

De belangrijkste planteneigenschap om de plant-bodem wisselwerking te voorspellen blijkt de worteldikte, zo vonden de onderzoekers. Planten met dunne wortels bleken het meeste last te hebben van groei-remmende bodemorganismen. Dit effect ging echter samen met de lage kolonisatie van de wortels met groeibevorderende schimmels, die wel floreerden in plantensoorten met dikke wortels. Ongeacht of planten geremd of gestimuleerd werden door hun eigen bodemorganismen groeiden alle plantensoorten beter met de bodemorganismen van alle plantensoorten samen. 'Dat wijst op een verdunningseffect van plantensoort-specifieke ziektes,' zegt onderzoeker Gerlinde De Deyn die is verbonden aan zowel Wageningen University als aan NIOO-KNAW. 'Daarbij blijven de gunstige organismen behouden, en die zorgen voor de voortvarende groei, terwijl de onderdrukking van pathogenen voorkomt dat de groei wordt afgeremd.'

De kennis dat vooral worteldikte van belang is voor de interactie met groeibevorderende en groei-remmende bodemorganismen is van nut voor onderzoekers en veredelaars. Die kennis kan helpen in de zoektocht naar gewassen die meer ziektebestendig zijn, alsook om te begrijpen hoe plantendiversiteit en plantensamenstelling de productiviteit van natuurlijke vegetatie beïnvloedt.

Bioloog Casper van der Kooi van de Universiteit van Lausanne weet wel waarom er in Nederland zo weinig rode bloemen zijn: 'Bloemen hebben hun kleuren aangepast op het visuele systeem van bestuivende insecten. Dus als een bij gevoelig is voor een gele kleur, dan hebben de bloemen die afhankelijk zijn van dat beest, hun kleur geoptimaliseerd voor dat beest.'

Bloemkleuren bestaan voor een gedeelte uit ultraviolet licht. Dat zien wij niet, maar die insecten wel, vertelt Van der Kooi: 'Het is gewoon een tint.' Veel insecten zien ultraviolet, blauw, groen en alles wat ertussen ligt. Ze zien geen rood licht.'

In een gebied waar zowel vogels als insecten de bloemen bezoeken, zie je ineens veel rode bloemen, zoals in Australië en Zuid-Amerika. Daar zijn vogels net zo belangrijk als insecten voor het bestuiven van de bloemen, zegt Van der Kooi. 'Maar vogels zien geen ultraviolet licht. Die zien blauw, groen en rood licht. Die hebben een verschuiving de andere kant op.'

De vogelbloemen zijn rood en reflecteren géén ultraviolet licht, de bijbloemen zijn niet rood en reflecteren wél ultraviolet licht. En in ons deel van de wereld zijn geen vogelbloemen, daarom zijn er zo weinig rode bloemen. De klaproos is een uitzondering: die is knalrood. Die is niet alleen rood, maar reflecteert ook ultraviolet licht. 'De bijen zien een zwarte bloem die ultraviolet licht weerkaatst. Op die manier lukt het ook de rode klaproos zijn zaden te verspreiden.'

Je zou misschien denken dat zo'n plantje er gewoon staat, met zijn bloemetjes. Dus als er bijtjes of vogeltjes langskomen, dan heeft zo'n plant maar weinig in te brengen. Als u dat dacht heeft u het mis, maar u bent wel in goed gezelschap.

Met zijn lange, ronde snavel gaat deze kolibri lekker diep in de bloem van de Heliconia tortuosa (Foto: Matt Betts)

Bijna ging er een heel jaar verloren, bij het promotieonderzoek van Adam Hadley. Voor een onderzoek naar de effecten van versnippering van bos, moest hij grote hoeveelheden van de plant Heliconia tortuosa handmatig bestuiven. Dat is niks bijzonders, want bestuiven gebeurt aan de lopende band. Alleen, in dit geval wilde het niet lukken. Dat was raar.

Nu is bekend waarom. Deze plant blijkt nogal kieskeurig te zijn, en niet zomaar door alles en iedereen bestoven te willen worden. Een vlinder lukt het niet. En vier van de zes kolibrisoorten ook niet. Alleen bij twee kolibrisoorten liet de plant de bestuiving gebeuren.

Hoe de planten dat regelen, is nog onduidelijk. Waar de plant precies op reageert wel. Die twee soorten kolibri, hebben een langere snavel, en drinken daarmee meer nectar. Dat lijkt het signaal te zijn voor deze plant.

De planten kiezen zo voor de vogels die het verst vliegen. Dat zou ze een evolutionair voordeel geven, want zo kun je inteelt tegen gaan.

Het betekent ook dat de versnippering van een bos effecten kan hebben op de overlevingskansen van bepaalde plantensoorten waar je niet meteen aan zou denken. Nu kolibri's vaak ontbost gebied moeten oversteken, wordt deze strategie tegen inteelt juist gevaarlijk voor de planten.

Het artikel dat Matt Betts en Adam Hadley hierover schreven staat in het wetenschapsblad PNAS en is ook te lezen via deze link.

Zeldzame plantensoorten zijn zeldzaam geworden doordat de omstandigheden waarin zij graag voorkomen zeldzaam zijn. Geschikt maken van de omstandigheden en eventueel introducties en herintroducties zorgen er echter niet één-op-één voor dat zeldzame plantensoorten zich kunnen herstellen. Genetische eigenschappen die ooit zorgden dat populaties vitaal bleven, kunnen nu het lot van zeldzame soorten verergeren. Inteelt, afname aan genetische diversiteit en aan genetica gekoppeld verminderd voortplantingssucces zijn belangrijke factoren om in het natuurbeheer rekening mee te houden.

Voordat kunstmest werd ontwikkeld waren voedingstoffen beperkend, en waren de meeste plantensoorten die momenteel zeldzaam en bedreigd zijn nog algemeen. Bijna al die soorten zijn specialisten van (matig) voedselarme milieus, waarin veel soorten naast elkaar voorkwamen omdat nutriëntbehoeftige, concurrentiekrachtige soorten minder kans kregen om dominant te worden.

Duidelijk is dat juist de specialisten van voedselarme milieus het in het door intensieve landbouw gedomineerde, met nutriënten verzadigde landschap moeilijk hebben. Niet alleen is het aanbod aan nitraat en fosfaat in natuurreservaten en natuurontwikkelingsgebieden toegenomen, maar dit heeft ook geleid tot verzuring. Daarnaast heeft er ook nog eens verdroging plaatsgevonden, wat de problemen alleen maar heeft vergroot. Niet zo vreemd dat de kieskeurige specialisten van weleer het af moesten leggen tegen een groepje “rouwdouwers” die bevoordeeld worden door vermesting, verzuring en verdroging.

Gelukkig zijn natuurbeheerders en onderzoekers er samen behoorlijk goed in geslaagd om in allerlei natuurreservaten natte, voedselarme milieuomstandigheden te bewaren of te herstellen. Dat is niet altijd even makkelijk, maar het lukt op steeds meer plaatsen steeds beter. Ook de zeer sterke versnippering van leefgebieden wordt langzaam maar zeker verminderd. Maar de mate van verbinding tussen natuurgebieden is helaas nog niet vergelijkbaar met het sterk verbonden landschap van ooit. Veel populaties van zeldzame soorten zijn klein, en geïsoleerd van andere populaties van dezelfde soort.

Daarin zit de boodschap van dit artikel: door de afname van het aantal individuen en de grote mate van isolatie is de levensvatbaarheid van veel populaties van planten en dieren sterk verminderd. Nog veel teveel wordt er door natuurbeheerders, -onderzoekers en beleidsmakers vanuit gegaan dat als we de abiotische en biotische randvoorwaarden voor leefgemeenschappen herstellen de populaties vanzelf wel weer zullen toenemen. We zijn er inmiddels achter dat ze door de versnippering en isolatie niet vanzelf terugkeren, want introducties en herintroducties zijn tegenwoordig eerder regel dan uitzondering. Dat het ook niet vanzelf spreekt dat bestaande populaties weer toenemen nadat vermesting, verdroging, verzuring en verruiging zijn teruggedrongen is echter minder algemeen bekend.

De oorzaken van de afname van het herstelvermogen van populaties liggen in genetische factoren: inteelt en een afname van genetische diversiteit en ook een, vaak aan de genetica gekoppeld, verminderd voortplantingssucces. Veel natuurbeheerders zijn nog steeds van mening dat je pas rekening hoeft te houden met genetische factoren wanneer al het andere niet heeft gewerkt, maar niets is minder waar. Enkele voorbeelden om het belang van genetische diversiteit te illustreren.

Valkruid (Arnica montana) kan alleen goed op habitatherstel reageren wanneer er voldoende zaad geproduceerd wordt. Anders kunnen alleen bestaande klonen zich wat uitbreiden, maar dat is een schijntoename. Om voldoende kiemkrachtig zaad te kunnen produceren heeft Valkruid genetische diversiteit nodig voor een gen dat in gezonde populaties zelfbestuiving (en daarmee inteelt) voorkomt. In kleine populaties is de genetische diversiteit, óók voor dat direct belangrijke gen, doorgaans sterk verminderd, waardoor ze niet of nauwelijks zaad produceren. Ook al doen we van alles om de bodem weer voedselarm te maken en de buffercapaciteit te verhogen, kleine Valkruidpopulaties blijven klein, tenzij we speciale maatregelen nemen om de genetische diversiteit te herstellen. Door de versnippering is de isolatie zó sterk dat spontane aanvoer van zaden of stuifmeel met nieuw genetisch materiaal niet snel zal plaatsvinden.

Goed (L) en slecht (R) bevruchte zaadhoofdjes van Valkruid.
De zwarte zaden zijn kiemkrachtig, de witte niet (foto: Gerard Oostermeijer)

Rozenkransje (Antennaria dioica) is van de ooit honderden populaties op de hogere zandgronden in het binnenland gereduceerd tot één populatie in het Gooi en één in Drenthe (daarnaast zijn er nog enkele populaties in de duinen). Het verlies van genetische diversiteit is hier eenvoudiger te zien dan bij Valkruid, want de soort is tweehuizig en heeft dus aparte mannetjes- en vrouwtjesplanten. In Drenthe bestaat de enige resterende populatie alleen nog uit vrouwtjes, een extreem verlies van genetische diversiteit. Kleinschalig afplaggen rond die vrouwtjes, in het recente verleden nog gebruikt als herstelmaatregel voor populaties in Drenthe, heeft zonder mannetjesplanten weinig zin. Spontane migratie van zaad met mannetjes vanuit het Gooi of de duinen is uiteraard uitgesloten.

Stengelloze sleutelbloem (Primula vulgaris) heeft een voortplantingssysteem met kort- en langstijlige bloemen aan genetisch verschillende individuen. Normaal gesproken kunnen alleen kort- en langstijlige planten elkaar succesvol kruisbestuiven. Kort-kort en lang-lang bestuivingen leveren geen kiemkrachtig zaad op. Van de drie kleine, geïsoleerde restpopulaties van deze soort in Drenthe bestaat er één alleen uit langstijlige planten, en dat zegt nu hopelijk genoeg over de kans op zaadzetting… Daarnaast vindt in alle populaties inteelt plaats, hetgeen de kans op succesvol voortbrengen van nageslacht sterk vermindert, óók wanneer we de habitatkwaliteit herstellen.

Wanneer voortplanting in de natuur niet meer lukt zijn helpende handen noodzakelijk voor populatieherstel: bestuiving van Stengelloze sleutelbloem (foto: Gerard Oostermeijer)

Ook bij dieren spelen genetische problemen; denk aan de rol van inteelt bij de otter, het korhoen en de korenwolf. Meer aandacht daarvoor zou ook het herstel van dierenpopulaties (hebben) kunnen vergroten (zie bijvoorbeeld het artikel over de korenwolf in het laatste nummer van De Levende Natuur). Kortom: voor een effectief herstel van zeldzame, bedreigde soorten moet zoveel mogelijk worden samengewerkt tussen specialisten in verschillende disciplines: abiotiek, hydrologie, vegetatiekunde, terreinbeheer, genetica én populatiebiologie. Alleen dán kunnen we op verantwoorde wijze ons gezamenlijke doel bereiken: duurzaam levensvatbare metapopulaties van de voor ons landschap karakteristieke soorten. Herstelprojecten aan onder meer de hierboven genoemde soorten door IBED en Science4Nature in samenwerking met vrijwilligers, terreinbeherende organisaties, andere onderzoekers en de provincies zijn momenteel overigens in volle gang!

Een onderzoeksverslag over de effectiviteit van het bestuiven van wilde Orchideeën
Geschreven door Laura Wijnoltz

Mijn grootste passie binnen de planten ligt bij de mooie groep van de Orchideeën. Deze bijzondere planten hebben al lange tijd mijn hart gestolen en toen ik de kans kreeg om een opdracht te doen in een Orchideeënkwekerij vol met bijzondere wilde Orchideeën heb ik daar geen seconde over getwijfeld! Daarom wil ik de heer Wubben graag bedanken voor het geven van deze kans om met deze prachtige planten te werken

Orchideeën worden vermeerderd door middel van weefselkweek. Vaak worden ze dan gekloond, maar vermeerderen via zaad kan ook. Op die manier wordt er genetische variatie gecreëerd in het ras. Het nadeel van deze manier is dat het verkrijgen van zaad lastig is.

Om de Orchideeën te bestuiven worden de pollen met een ijzerdraadje verwijderd uit de bloem. Vervolgens worden de pollen in het stigma geplaatst van de gewenste bloem. Dit kan een bloem zijn van dezelfde plant voor een selfing of een bloem zijn van een andere plant van hetzelfde ras voor een sibling. Verder wordt er bijgehouden hoe laat de planten bestoven worden, of ze in de warme (25°C) of in de koude (11°C) komen te staan en of de bloemen en het stuifmeel oud is of vers.

Er zijn 89 planten bestoven en 227 bestuivingen gemaakt. Van deze bestuivingen is 34% gelukt en hiervan is op 36% een selfing gemaakt en op 48% een sibling gemaakt. Van 17 planten is onbekend of ze een selfing of een sibling zijn. Bij de planten waarbij oud stuifmeel in een verse bloem werd geplaatst zijn de bestuivingen gelukt, terwijl de bestuivingen bij planten waarbij er nieuw stuifmeel in een oude bloem werd geplaatst mislukt zijn. Het tijdstip van bestuiven ligt bij de gelukte bestuivingen verspreid over de hele dag.

Hymenopus coronatus wordt in het Engels ook wel Orchid Mantis genoemd. Deze naam heeft ze te danken aan haar roze met witte uiterlijk, waarmee ze een bloem imiteert. Hymenopus coronatus komt van nature voor in Maleisië.

Dit soort bidsprinkhaan bootst bloemen en bladeren na, zodat ze langskomende bijen en andere bestuivers die op bloemen afkomen kan vangen. Ze leven dan ook voornamelijk op wit-met roze bloemen zoals orchideeën.

Als pas uitgekomen nimf zijn deze bidsprinkhanen oranje met een zwarte kop en zwarte poten. Na de eerste vervelling zijn ze wit met felroze. Dit blijft de rest van hun leven zo, alleen sommigen vertonen meer roze dan anderen. Het komt voor dat er volledig witte dieren zijn. Als ze volwassen zijn hebben ze een groen randje op de rug die lijkt op een stukje plant. Het wordt verondersteld dat de roze kleur extra naar voren komt als de nimf in een roze omgeving is. Een roze vel papier langs een kant van het verblijf zou rozere nimfen opleveren. Als volwassen dier kunnen ze ook binnen een paar dagen van kleur veranderen, naar meer of naar minder roze. Hymenopus coronatus

Een volwassen vrouwtje wordt ongeveer 6 – 7 cm lang, terwijl het mannetje maar zo’n 3 cm wordt. Verder zijn de mannetjes ook smaller met iets langere vleugels dan het achterlijf. De vrouwtjes zijn breder en hebben vleugels die tot op het achterlijf reiken.

De afgelopen tijd wordt veel gesproken over de (ver)late bloei van diverse plantensoorten. Sommige orchideeënsoorten, waaronder Groenknolorchis, zijn dit voorjaar ook laat. Maar andere, zoals het Vogelnestje, helemaal niet. Bloei, hoe werkt dat bij orchideeën?

Levenscyclus
Om de bloei van een orchidee te begrijpen, duiken we eerst in de levenscyclus van een orchidee. Deze levenscyclus is letterlijk en figuurlijk een cyclische opeenvolging die bestaat uit zogenaamde "terugkerende gebeurtenissen". We laten kiemplanten buiten beschouwing: deze leggen eerst een weg af met "eenmalige gebeurtenissen" voordat ze een drempel bereiken waarna zij in theorie reproductief zijn, kortom bloeien. De cyclus van voortplanten bestaat uit vier fasen. In chronologische volgorde:

1) Rust fase
Zowel bovengronds als ondergronds vinden er geen ontwikkelingen plaats. Orchideeën zijn geraffineerd. Zo hebben Harlekijn (Anacamptis morio), Bijenorchis (Ophrys apifera), Vliegenorchis (Ophrys insectifera), Aapjesorchis (Orchis simia), Poppenorchis (Orchis anthropophora) en Bokkenorchis (Himantoglossum hircinum) net als hun mediterrane broertjes en zusjes een zomer rustperiode. De zomers in het mediterrane gebied worden gekenmerkt door relatief droog en heet weer. Dit is precies de periode waarin deze orchideeën rusten. Zij hebben dus een levenscyclus die aangepast is aan het mediterrane klimaat. De overige Nederlandse soorten hebben een herfst/winter rustperiode.

2) Pre-reproductieve fase
Dit is de aanzet naar de reproductieve fase of bloei. Wanneer een plant slecht uit de rustfase komt kan het voorkomen dat er geen bloei optreedt. De plant slaat dan een jaartje over (dit noemen we ook wel de stationaire fase). De aanzet bestaat voornamelijk uit het ontwikkelen van een bloeiaar.

3) Reproductieve fase: bloei
Dit is de periode waarin de bloemen geopend zijn en in theorie bestuiving (=bevruchting) kan optreden. Met uitzondering van Bijenorchis, Geelgroene wespenorchis (Epipactis muelleri) en Vogelnestje (Neottia nidus-avis) zijn Nederlandse orchideeën volledig aangewezen op bestuivers voor de bevruchting. Veel Nederlandse orchideeën zijn door deze relatie zelfs bestuivergelimiteerd. Experimenten waarin orchideeënsoorten met de hand bestoven werden leidden tot hogere bevruchtingspercentages vergeleken met natuurlijke bestuiving middels insecten. Dit duidt op een limitatie van bestuivers. Bestuivergelimiteerde soorten zijn onder andere Mannetjesorchis (Orchis mascula), Purperorchis (Orchis purpurea) en Vliegenorchis.

4) Post-reproductieve fase: zaadzetting
Indien bevruchting heeft opgetreden, zwellen de vruchtbeginsels op en rijpen de zaden. Tegelijkertijd verwelken de bloemen en verdorren de vruchtbeginsels. Wanneer het droog genoeg is knappen deze open en valt het zaad op de bodem. Doordat orchideeën stoffijne zaden bezitten, worden deze gemakkelijk door de wind verspreid. Toch valt de appel letterlijk niet ver van de boom. Voor de kieming zijn orchideeën afhankelijk van bodemschimmels. Deze zijn veelal (nog) aanwezig rondom ouderplanten. Dit verklaart waarom diverse orchideeënsoorten in grote clusters voorkomen. De nakomelingen staan veelal in gezelschap van ouderplanten.

To be or not to be? That's the question!
Of een plant zal bloeien is de eerste vraag die gesteld kan worden. Bloei is een relatief grote inspanning voor een plant, die forse aanspraak maakt op haar energiebudget. Hier geldt: geeft ze teveel uit dan staat ze rood, wat in veel gevallen leidt tot het overslaan van de bloei in het volgende jaar of zelfs sterfte. Overigens, hoewel de bloei een grote inspanning is, gaan orchideeën (maar ook andere planten) efficiënt om met hun budget. Nadat een bloem bevrucht is, trekt zij gelijk alle stoffen terug uit de bloem die vervolgens begint te verwelken. Het rijpen van de zaden is immers in gang gezet. Maar hoe komt het dat sommige soorten dit voorjaar later bloeien en andere niet?

(Ver)late bloei
Een late(ere) bloeitijd dan normaal wordt veroorzaakt doordat een plant vertraging oploopt in de pre-reproductieve fase, de periode waarin de aanloop naar de bloei plaatsvindt. Een voorbeeld hiervan is de aanhoudende kou van de afgelopen maanden. Processen die normaliter zorgen voor het ontvouwen van een bladrozet en/of bloeiaar komen geheel tot stilstand totdat een juiste temperatuur is bereikt. Naast koud was het afgelopen voorjaar relatief nat. Door de hoge grondwaterstand zijn veel soorten die gebonden zijn aan grondwaterbeïnvloede vegetaties eveneens later. Voorbeelden hiervan zijn Brede orchis (Dactylorhiza majalis subsp. majalis) en Groenknolorchis (Liparis loeselii). De laatste soort komt voor in vochtige tot natte duinvalleien die in de herfst en winter onder water staan. De soort komt pas tevoorschijn wanneer het water gezakt is tot beneden het maaiveld. Op Terschelling werd Groenknolorchis doorgaans vanaf de tweede week van mei in bloei aangetroffen. Op 2 juni 2013 was de soort slechts met enkele bladontplooiingen aanwezig. Maar hoe zit het nu met planten die normaal bloeien? Deze eer is voorbehouden aan een bijzondere orchidee, namelijk Vogelnestje. Een soort die haar naam heeft ontleend aan de wortelkluwen die lijkt op een vogelnestje. De soort is "mycotroof". Dit houdt in dat zij voor haar voeding volledig is aangewezen op schimmels. Voorgaande jaren bloeide de soort net als dit jaar in de laatste week van mei. Blijkbaar heeft het relatief natte een koude voorjaar dus geen vertragend effect gehad op deze soort. Enkele leden van de Werkgroep Europese Orchideeën volgen de soort al enige jaren. Uit de observaties blijkt dat Vogelnestje binnen een tijdsbestek van een tot anderhalve week ineens bovengronds is en bloeit. Zij ontwikkelt zich dus bijzonder snel. De soort heeft dus helemaal geen last gehad van het slechte voorjaar.

In China bloeit een orchidee die wetenschappers lang voor een raadsel heeft geplaatst: ze ruikt wel lekker, maar ze produceert geen nectar om insecten mee te lokken, waardoor ze in principe moeite zou moeten hebben om zich normaal voort te planten, want insecten laten zich niet altijd even gemakkelijk vangen. Toch blijkt daar geen probleem mee te bestaan, want de soort heeft zelfs een vrij grote voortplantingscapaciteit. Sommige planten kunnen zichzelf bevruchten, maar ook dat was hier niet aan de orde.

Maar als onderzoekers voldoende breeddenkend zijn, kunnen ze oplossingen voor dit soort raadsels vinden. Het antwoord volgde uit de vaststelling dat de orchidee vooral bloeit in het regenseizoen – een periode waarin de activiteit van insecten sowieso op een laag pitje staat. Biologen bestudeerden bloemen in het veld in regenbuien (en in laboratoriumomstandigheden onder een soort douche) en filmden het gebeuren, waarna ze de opnames vertraagd afspeelden. In de Annals of Botany beschrijven ze het resultaat van het vier jaar durende speurwerk. Ze stelden vast dat, als een regendruppel op de meeldraden viel, er een bolletje stuifmeel vanaf sprong dat dan elders een bevruchting kon realiseren. Het was al eerder beschreven dat regen bevruchting van planten in de hand kan werken, maar de orchidee in kwestie is de eerste soort die voor zijn voortplanting uitsluitend van deze techniek gebruik maakt. (DD)

De eerste orchidee die enkel 's nachts bloeit, werd gisteren beschreven in het vakblad Botanical Journal of the Linnean Society. De plant is uit Papoea-Nieuw-Guinea meegenomen door de Nederlandse orchideeënspecialist Ed de Vogel. Sinds begin dit jaar staat de plant in de Leidse Hortus Botanicus, bij kaschef Rogier van Vugt.
"Wij krijgen regelmatig onbeschreven plantensoorten binnen. Maar dit is een uitzonderlijke situatie: wij zijn een van de laatste tuinen in de wereld die nog expedities naar nieuwe soorten organiseren. Begin dit jaar kwam Ed de Vogel terug met vijfhonderd orchideeën. Pas als ze bloeien, kun je bepalen of het echt om een nieuwe soort gaat. Inmiddels hebben twintig van de vijfhonderd gebloeid, hieronder waren vijf nieuwe soorten, maar waarschijnlijk komen daar meer bij."

"Je maakt eigenlijk een boswandeling met een groep mensen. Het liefst een groep met verschillende specialisten en lokale mensen. Ed probeert dat minimaal één keer per jaar te doen. Meestal in gebieden die gekapt gaan worden. Hij is nu ook weer op expeditie. Vroeger trok hij door heel Zuidoost-Azië, nu alleen nog door Papoea-Nieuw-Guinea. De Papoea's vinden het fantastisch om met hem mee te gaan. Ze klimmen de boom in en wijzen van alles aan: 'Is dit interessant, is dat interessant?' Ze noemen hem mister Hoover (stofzuiger), omdat hij alles oppakt en als het even kan meeneemt."

"De knoppen van de orchidee leken eerst telkens te verwelken voordat ze gingen bloeien. Pas toen een medewerker van de hortus de plant mee naar huis nam, om hem 24 uur te kunnen volgen, bleek dat de orchidee in het donker bloeide. Van tien uur 's avonds tot tien uur 's ochtends. De plant lokt ook nachtlevende dieren. Waarschijnlijk fruitvlieg-achtigen, maar dat is niet zeker. Daarvoor zou je de plant weer moeten opzoeken in het wild en wachten tot er een bestuiver op komt. Misschien komt dat er ooit nog van, hoewel van het gros van de orchideeën niet bekend is door welk insect ze worden bestoven."

"De plant staat in een afgesloten kas achter glas, om te voorkomen dat iemand hem meeneemt of een stekje er vanaf snijdt. Wel wordt hij tijdelijk in het zicht gehangen voor het publiek. Het is een heel waardevol exemplaar. Als we deze verliezen, moeten we terug naar Azië om een nieuw exemplaar te zoeken, en dat is dan niet meer de plant aan de hand waarvan de soort is beschreven. Wat dat betreft is deze plant onvervangbaar."

Konijnen houden van bijenorchissen

De verruiging van de duinen in de afgelopen decennia is mede een gevolg van de lage begrazingsdruk door afname van het aantal konijnen. Toch valt hun vraat niet altijd te waarderen.

Voor orchideeën die in het najaar rozetten vormen is de winter de kwetsbare periode. De meeste van deze soorten groeien in zuidelijker, submediterrane streken en zijn minder goed aangepast aan onze winterse elementen. Vooral een combinatie van vorst, vocht en sneeuw kan funest zijn voor het rozet en de vorming van de ondergrondse knol. Het duurt enige jaren voordat de knol groot genoeg is om een stengel met bloemen te produceren. Winterse tegenslag vermindert de bloei en zaadvorming in het daaropvolgende voorjaar, of leidt zelfs tot sterfte.

Bijenorchis, gaaf rozet met vers blad en Bijenorchis, rozet met 5 bladeren (foto's: Thea Spruijt)

Maar er zijn ook andere factoren die het leven van een orchidee in onze streken dwars kunnen zitten. Konijnen bijvoorbeeld, zoals blijkt uit de observaties van een groep bijenorchissen op een heel gewone, maar onbekende plek. De plek ligt in een deel van de duinen met extensieve begrazing door hooglanders en paarden. Daar werden half oktober tientallen rozetten ontdekt met een tot drie blaadjes, en onmiskenbaar van de bijenorchis. Een klein deel had vraatschade. Vlak voor de sneeuwperiode van december waren de rozetten moeilijker terug te vinden, verborgen onder bladval van naburig struweel. Het zilverkleurige waslaagje op het blad viel door verwering minder op.

Bijenorchis, dubbele knol, afgevreten en Bijenorchis, beschermd door bladval (foto's: Thea Spruijt)

In maart worden op diverse plekken in het land de rozetten van de 'winterse' orchissen geteld. Dat levert belangrijke informatie over de aantallen. Niet elk rozet komt immers tot volle bloei en binnen enkele weken overtroeft andere vegetatie de kleine rozetten. Na flink speurwerk werd slechts de helft van de rozetten van onze groep bijenorchissen weer teruggevonden. Niet sneeuw en vorst waren de oorzaak van de reductie, maar intensieve begrazing door … konijnen.
Op weinig plekken in het duin liggen meer keutels dan hier. Het gras is gemillimeterd en kruipwilgstruikjes boden onvoldoende bescherming. Lokaal hebben de graaflustige dieren mogelijk naar de knollen gezocht. Waar de rozetten verder uiteen liggen is minder vraatschade. Maar we moeten verder kijken. Zonder konijnen zouden hier waarschijnlijk in het geheel geen bijenorchissen groeien. De vegetatie zou vergrast zijn en vol kruipwilg staan. Het grote aantal rozetten van bijenorchis met vele blaadjes laat zien, dat de populatie hier al jaren standhoudt, ondanks en dankzij konijnen.
Dit voorjaar wachten we af hoeveel bloeistengels stand houden. Ook als er maar één plant tot bloei komt, kan de populatie zich uitbreiden, want bijenorchis heeft het voordeel dat hij zelfbestuivend is.
In juli maar eens kijken of het tot zaadvorming gekomen is.

Wat doet een orchidee die zijn bestuiver niks te bieden heeft, maar wel snakt naar bevruchting? Hij bedenkt een slim trucje om insecten om te tuin te leiden. De orchidee Dendrobium sinense lokt hoornaars met een bijengeur, zo ontdekte een team van Duitse en Chinese wetenschappers.

Op het Chinese eiland Hainan groeit de orchidee Dendrobium sinense. Het is nog onbekend door welk insect deze bloem bestoven wordt en welk trucje nodig is om de bestuiver te lokken. Een team van Duitse en Chinese wetenschappers bestudeerde acht populaties van de orchidee in een nationaal park op Hainan. Veruit de meeste insecten die op de bloem afkomen zijn hornaars, maar ook een aantal bijen, wespen en vlinders voelen zich tot de orchidee aangetrokken.

Dit is een orchidee uit de familie Dendrobium. De soort die op het Chinese eiland Hainan groeit, lijkt sterk op deze bloem maar is helemaal aangepast aan bestuiving door de hoornaar. De Chinese orchidee scheidt een bijengeur af om de hoornaars naar zich toe te lokken.

De hoornaar is de enige bezoeker die effectief bijdraagt aan bestuiving van de bloem. Bovendien is de bouw van de orchidee helemaal aangepast aan de omvang en het gedrag van de hoornaar. Hoornaars landen bij aankomst niet netjes op de kroonbladeren van de bloem, zoals de meeste bestuivers zouden doen. In plaats daarvan storten de insecten zich op het rode middelpunt van de orchidee alsof zij een prooi aanvallen. De aanpassingen van de bloem aan de specifieke eisen van de hoornaar doet vermoeden dat dit insect de enige bestuiver van de orchidee is.

Alarmsignaal van de bij Welke stof zorgt ervoor dat de hoornaar zich zo tot de bloem aangetrokken voelt? Om dat te ontdekken isoleerden en analyseerden de onderzoekers de geurstof van de orchidee in het laboratorium. Eén van de belangrijkste componenten van het lokmiddel is Z-11-eicosen-1-ol, een stof die normaal gesproken wordt uitgescheiden door bijen als alarmsignaal.

De hoornaar vangt kleine bijen als voedsel voor zijn larven. De onderzoekers denken dat het insect zich daarom zo sterk aangetrokken voelt tot de geurstof die de orchidee verspreidt

De hoornaar kan de bijengeur oppikken met zijn antennen. Waarom het insect dit vermogen heeft, is ook bekend. De hoornaar jaagt normaal gesproken actief op kleine bijen als voedsel voor zijn larven. Dit verklaart ook waarom het lijkt alsof het insect de orchidee aanvalt in plaats van bestuift. De hoornaar denkt dat hij te maken heeft met een bij. Dankzij dit slimme trucje wordt de orchidee bestoven zonder daarvoor een beloning af te geven.

Slakken

Spint

Thrips

Bladluis

Dopluis

Wolluis

Schimmels

Vlekken

Wortelrot

Verbranding

Naslagwerk

Orchideeënkringen

Hortus Botanicus

Kom in de kas dagen

Leuven

Orchillim

Orchideeënhoeve

Orchideeënkeuring

Akerne

Claessen

De Hoog

Jan van de Linden

Judith Prins

Orchidz

Rijnhart

Wubben

Carina

Debby

Hans

Louis

Familie Mos

Anton

Debby

Louis

Margriet

Wouter

Hoofddorp

Tenellaplas

Overigen

Andoorn

Stachys officinalis Hummelo

Veenwortel, Adderwortel

Persicaria amphibia

Science and things you always wanted to know:

Onderzoek werpt nieuw licht op evolutie van vlinderorchideeënbloem

Bloemen die hun kleur aanpassen aan hun bestuiver

In the eye of the BEEholder

Hou oud is de oudste bloem?

Why orchids could be the future of mosquito repellants Bron: Bericht uitgegeven door newatlas.com

Nieuwe kijk op het aanpassingsvermogen van wilde planten Bron: Bericht uitgegeven door naturetoday.com

Europese populieren

Aseksuele voortplanting

Geen barrières meer

Konijnen houden van bijenorchissen

Why orchids could be the future of mosquito repellants

Bron:
Bericht uitgegeven door newatlas.com

Nieuwe kijk op het aanpassingsvermogen van wilde planten

Bron:
Bericht uitgegeven door naturetoday.com