Planten

Het ontstaan van bloemen.

Deze samenvatting is onderdeel van het artikel "Struik of tulp".

Net als bij de verschillende bloeiwijzen (aar, tros, scherm), worden de bloemvormen bij de petunia door het expressiepatroon van slechts drie mastergenen bepaald: Mads-box A, Mads-box B en Mads-box C.

Door de expressiepatronen van deze drie genen te veranderen zijn alle bloemvormen te maken die je kunt verzinnen, en de evolutie heeft ze ook allemaal geprobeerd.
Al die bloemvormen in de natuur zijn te verklaren vanuit het vrij simpele bouwplan van de bloem.

Als ergens een bloem moet komen, vormen de drie mastergenen verschillende ringen in het klompje cellen waaruit de bloem ontstaat.

Samengevat: C → stamper; C + B → meeldraden; B + A → kroonbladen; A → kelkbladen.

Op dat principe zijn allerlei variaties te bedenken. Bijvoorbeeld: als je A en B in twee ringen tot expressie laat komen, ontstaan er twee rijen kroonbladen (zoals bij dubbele rozen).
Als je B en C in meerdere ringen tot expressie laat komen, ontstaan er meerdere rijen meeldraden (zoals bij duizendblad of anemoon).
En als je A te vroeg, of op de 'verkeerde' plaats tot expressie laat komen, kun je vergroeide kelkbladeren krijgen (zoals bij sommige anjers).

Nijmeegse onderzoekers hebben bij de petunia en bij het leeuwenbekje aangetoond dat voor kroonbladeren -de stap die 125 miljoen jaar geleden tot de bloeiende planten leidde- slechts een kleine genetische verandering nodig is geweest, namelijk de remming van Mads-box C op de plaats waar de verre voorvader eigenlijk zijn buitenste rij meeldraden had moeten vormen.
Door die remming gingen daar primitieve kroonbladen groeien.

Later, toen er meer insectensoorten kwamen, zijn die steeds groter, kleuriger en geuriger geworden. Onderzoeker Gerats denkt dat de stap naar kroonbladeren meerdere malen in de evolutie is gezet. Maar, zo benadrukt hij wel, de remming van het Mads-box C-gen is daar niet genoeg voor geweest.

De uitgesproken stellingname van sommige evolutiebiologen dat de evolutie wordt geleid door verandering in expressiepatronen van mastergenen, wil hij relativeren:" Als vuistregel mag je wel aannemen dat organismen evolueren doordat genen eerder, later of ergens anders tot expressie komen. Maar dat kan niet het hele verhaal zijn, want de eiwitten die dan op die nieuwe plaats ontstaan, moeten wel herkend worden.
Mutaties in de genen zelf zijn dus ook nodig."

Door één of twee genen uit- dan wel aan te schakelen kan een petunia zonder kroonbladeren (links), of een petunia met een extra rij kroonbladeren groeien (rechts).
FOTO'S MICHIEL VANDENBUSSCHE

Micromonas.
HvS Volkskrant 11 april 2009, Wetenschap p. 3.

Zo zag 'de voorouder van al het eukaryote groene leven op aarde' er een miljard jaar geleden waarschijnlijk uit, staat vandaag in Science.
De minuscule groene alg Micromonas is een van de primitiefste organismen op aarde dat bladgroenkorrels bezit - net als een plant.
Micromonas meet nog geen 0,002 millimeter, zelfs voor een eencellige alg klein. Er past maar één bladgroenkorrel in zijn cel.

Toch leeft hij van zonlicht en kooldioxide, en is daarin zo succesvol dat hij wereldwijd de oceanen bevolkt. Deze week werd het genenpakket beschreven van twee Micromonas-algen. Ze kunnen opmerkelijk veel voor een organisme dat op een eencellige 'oerplant' lijkt.
Micromonas heeft veel genen om zware metalen en zuurstofradicalen onschadelijk te maken, en voor het transport van voedingsstoffen.
Een vergelijking tussen beide Micromonassen leert ook dat de Micromonas-soep in zee genetisch veel rijker is dan hij lijkt. De twee algen horen op papier tot één soort, maar hebben maar 90 procent dezelfde genen.

M.v.g. G. Nevenzel.

Overzicht van onderwerpen.