Cambridge Fuerscher hunn gewisen datt Planzen d'Chemie vun hirer Bléieblieder Uewerfläch reguléiere kënnen fir iriséierend Signaler ze kreéieren siichtbar fir Bienen.
Wärend déi meescht Blummen Pigmenter produzéieren déi faarweg erschéngen an als visuell Hiweis fir Pollinatoren handelen, kreéieren e puer Blummen och mikroskopesch dreidimensional Mustere op hir Bléiebliederflächen. Dës parallele Sträifen reflektéieren speziell Wellelängten vum Liicht fir en iriséierend opteschen Effekt ze produzéieren, deen net ëmmer fir mënschlech Aen sichtbar ass, awer siichtbar fir Bienen.
Et gëtt vill Konkurrenz fir Opmierksamkeet vu Bestäuber a - well 35% vun de Kulturen op der Welt op Déierebestäuber vertrauen - ze verstoen wéi Planzen Bléiebliedermuster maachen, déi d'Bestäuber gefalen, bedeitend kënne sinn fir zukünfteg Fuerschung a Politik an der Landwirtschaft, Biodiversitéit a Conservatioun ze dirigéieren.
Fuerschung gefouert vum Professer Beverley Glover's Team am Cambridge Department of Plant Sciences huet opgedeckt datt et méi Bléiebliedermuster ass wéi d'Ae entsprécht. Virdrun Resultater uginn, datt mechanesch buckling vun der dënn, Schutzmoossnamen Kutikula Schicht op der Uewerfläch vun de jonke wuessende Bléieblieder kéint d'Bildung vu mikroskopesche Kanten ausléisen.
Dës semi-geuerdnete Ridge funktionnéieren als Diffraktiounsgitter, déi verschidde Wellelängten vum Liicht reflektéieren fir e schwaache iriséierend blo-Halo-Effekt am blo-UV-Spektrum ze kreéieren, dee Bommeleeër gesinn. Wéi och ëmmer, firwat dës Sträifen nëmmen a bestëmmte Blummen oder souguer nëmmen op bestëmmten Deeler vun de Bléieblieder entstinn, gouf net verstan.
Den Edwige Moyroud, deen dës Fuerschung am Professer Glover Labo ugefaang huet an elo hir eege Fuerschungsgrupp am Sainsbury Laboratoire féiert, huet den australesche gebiertege Hibiscus, Venedeg Mallow (Hibiscus trionum), als nei Modellart entwéckelt fir ze versichen wéi a wéini ze verstoen. dës Nanostrukturen entwéckelen.
"Eisen initialen Modell huet virausgesot datt wéi vill Zellen wuessen a wéi vill Kutikula dës Zelle maachen Schlësselfaktoren waren, déi d'Bildung vu Sträifen kontrolléieren," sot den Dr. Moyroud, "awer wéi mir ugefaang hunn de Modell ze testen mat experimentell Aarbecht zu Venedeg Mallow hu mir erausfonnt datt hir Bildung och ganz ofhängeg vun der Kutikulachemie ass, wat beaflosst wéi d'Kutikula op d'Kräfte reagéiert, déi d'Knollen verursaachen.
"Déi nächst Fro, déi mir wëllen entdecken, ass wéi verschidde Chemie kënnen d'mechanesch Eegeschafte vun der Kutikula änneren, als Nanostrukturbaumaterial. Et kann sinn datt verschidde chemesch Zesummesetzungen zu enger Kutikula mat ënnerschiddlecher Architektur oder mat enger anerer Steifheit resultéieren an dofir verschidde Weeër fir op d'Kräften ze reagéieren, déi vun Zellen erlieft ginn wéi d'Bléieblieder wuessen.
Dëse Projet huet verroden datt et eng Kombinatioun vu Prozesser gëtt déi zesumme schaffen an et erlaabt Planzen hir Flächen ze formen. Dr Moyroud huet bäigefüügt: "Pflanzen si formidabel Chemiker an dës Resultater illustréieren wéi se d'Chemie vun hirer Kutikula präzis ofstëmme kënnen fir verschidde Texturen iwwer hir Bléieblieder ze produzéieren. Mustere geformt op der mikroskopescher Skala kënnen eng Rei vu Funktiounen erfëllen, vu Kommunikatioun mat Bestäuber bis zur Verteidegung géint Herbivoren oder Pathogenen.
"Si sinn markant Beispiller vun evolutiver Diversifikatioun an duerch d'Kombinatioun vun Experimenter a computational Modeller fänken mir e bësse besser ze verstoen wéi Planzen se fabrizéiere kënnen."
D'Resultater ginn am publizéiert Aktuell Biologie.
"Dës Abléck sinn och nëtzlech fir Biodiversitéit an Conservatioun Aarbecht well se hëllefen ze erklären wéi Planzen mat hirer Ëmwelt interagéieren", sot de Professer Glover, deen och Direkter vum Cambridge University Botanic Garden ass, an deem d'Fuerscher fir d'éischt d'iriséierend Blummen vu Venedeg Mallow gemierkt hunn.
"Zum Beispill Arten déi enk verbonne sinn, awer déi a verschiddene geographesche Regioune wuessen, kënne ganz ënnerschiddlech Bléiebliedermuster hunn. D'Verstoe firwat d'Bléieblieder variéiert a wéi dëst d'Relatioun tëscht de Planzen an hire Pollinateuren beaflosse kann, kéint hëllefen d'Politik besser z'informéieren an der zukünfteg Gestioun vun Ëmweltsystemer a Konservatioun vun der Biodiversitéit.
Untersuchen wat 3D Bléiebliedermuster dréit
D'Fuerscher hunn eng stepwise Approche zu den Ermëttlungen geholl. Si hunn fir d'éischt d'Bléiebliederentwécklung observéiert a gemierkt datt d'Kutikulamuster erscheinen wann d'Zellen verlängeren, wat suggeréiert datt de Wuesstum wichteg war. Si hunn dunn festgestallt, ob d'Mooss vun de physikalesche Parameteren am Zesummenhang mam Wuesstum, wéi Zellexpansioun a Kutikuladicke, d'Musteren adequat viraussoen, déi observéiert goufen, a fonnt hunn datt se net konnten. Si hunn dunn e Schrëtt no hanne geholl fir ze probéieren z'identifizéieren wat fehlt.
D'Eegeschafte vun engem Material, egal ob anorganesch oder produzéiert vu liewegen Zellen wéi d'Kutikula, hänkt wahrscheinlech vun der chemescher Natur vun dësem Material of. Mat dësem vergiessen hunn d'Fuerscher decidéiert d'Kutikulairechemie ze kucken, an hunn erausfonnt datt dëst e kontrolléierende Faktor ass. Fir dëst ze maachen, hunn se fir d'éischt eng nei Method aus dem Chemiefeld benotzt fir d'Zesummesetzung vun der Kutikula op ganz spezifesche Punkten iwwer de Bléieblieder ze analyséieren. Dëst huet gewisen datt Bléiebliederregioune mat contrastesche Texturen (glat oder gestreift) och an der Chemie vun hirer Uewerfläch ënnerscheeden.
Am Verglach mat glatter Kutikula, hu se fonnt datt d'gestrieft Kutikula héich Niveauen vun Dihydroxy-Palmitinsäure a Waxen an niddereg Niveaue vu phenolesche Verbindungen huet. Fir ze testen ob d'Kutikulechemie wierklech wichteg war, hunn se dunn eng transgen Approche am Hibiscus pionéiert fir d'Kutikulechemie direkt an de Planzen z'änneren, mat Genen ähnlech wéi déi bekannt fir d'Produktioun vu Kutikulamoleküle an enger anerer Modellplanz ze kontrolléieren, Arabidopsis.
Dëst huet gewisen datt d'Textur vun der Kutikula ka geännert ginn, ouni d'Zellwachstum z'änneren, einfach duerch d'Ännerung vun der Kutikulakompositioun. Wéi kann d'Kutikulachemie seng 3D Klapp kontrolléieren? D'Fuerscher mengen datt eng Verännerung vun der Kutikula der Chimie beaflosst d'mechanesch Eegeschafte vun der Kutikula, och wann se mat engem speziellen Apparat gestreckt sinn, transgen Bléieblieder mat glatter Kutikula bleiwen glat, am Géigesaz zu deene vu wilde Planzen.