Hoe bijen zien: kleine bultjes op bloemblaadjes creëren intense kleuren en trekken bestuivers aan

De intense kleuren van bloemen inspireren ons al eeuwenlang. Ze worden gevierd met gedichten en liederen waarin het rood van rozen en blauw van viooltjes wordt geprezen, en hebben iconische kunstwerken geïnspireerd, zoals de zonnebloemen van Vincent van Gogh. Maar bloemen evolueerden hun kleur niet voor ons plezier. Dat deden ze om bestuivers aan te trekken. Om te begrijpen waarom bloemen zulke levendige kleuren produceren, moeten we daarom nadenken over hoe bestuivers zoals bijen kleur waarnemen. Wanneer waargenomen onder een krachtige microscoop, vertonen de meeste bloembladen een gestructureerd oppervlak dat bestaat uit toppen of "hobbels". Ons onderzoek, gepubliceerd in het Journal of Pollination Ecology, laat zien dat deze structuren vaak zijn geëvolueerd om interactie te hebben met licht, om de kleur te versterken die wordt geproduceerd door de pigmenten onder het gestructureerde oppervlak.

Sunshiney daze#

Bijen zoals honingbijen en hommels kunnen bloemkleuren waarnemen die voor ons onzichtbaar zijn, zoals die kleuren welke worden geproduceerd door gereflecteerde ultraviolette straling. Planten moeten investeren in het produceren van betrouwbare en opvallende kleuren om op te vallen tussen andere plantensoorten. Bloemen die dit doen, hebben een grotere kans om bezocht te worden door bijen en succesvol bestuift te worden. Een probleem met bloemkleuren is echter dat zonlicht direct kan weerkaatsen op het oppervlak van een bloemblad. Dit kan mogelijk de kwaliteit van de pigmentkleur verminderen, afhankelijk van de kijkhoek. Je hebt dit misschien wel eens meegemaakt toen je op een zonnige dag naar een glad gekleurd oppervlak keek, waar de intensiteit van de kleur wordt beïnvloed door de richting van het licht dat op het oppervlak valt. We kunnen dit probleem oplossen door onze kijkpositie te veranderen, of door het object naar een meer geschikte plaats te brengen. Bijen daarentegen moeten bloemen zien op de plek waar ze bloeien. We waren geïnteresseerd in de vraag of dit visuele probleem ook voor bijen bestond en of planten speciale trucs hebben ontwikkeld om bijen te helpen ze gemakkelijker te vinden.

Hoe bijen bloem oppervlakken gebruiken#

Het is al enige tijd bekend dat bloeiende planten meestal kegelvormige celstructuren hebben in de textuur van hun bloemblad oppervlakken, en dat platte bloem blad oppervlakken relatief zeldzaam zijn. Een enkel planten gen kan manipuleren of een bloem kegelvormige cellen heeft binnen het oppervlak van een bloemblad, maar de reden waarom dit is geëvolueerd, is onduidelijk gebleven. Eerder onderzoek suggereerde dat het conische bloem bladoppervlak fungeerde als een signaal om bestuivers aan te trekken. Maar experimenten met bijen hebben aangetoond dat dit niet het geval is. Andere verklaringen hebben betrekking op hydrofobiciteit (het vermogen om water af te stoten). Maar nogmaals, experimenten hebben aangetoond dat dit niet de enige reden kan zijn. We onderzochten hoe hommels bloem oppervlakken gebruiken met of zonder kegelvormige bloem bladvormen. Bijen zijn een nuttig dier voor onderzoek, omdat ze kunnen worden getraind om een ​​beloning te verzamelen en kunnen worden getest om te zien hoe ze hun omgeving waarnemen. Hommels kunnen ook binnenshuis worden gehuisvest en getest, waar het gemakkelijker is om een ​​complexe bloemen omgeving nauwkeurig na te bootsen, zoals het in de natuur zou kunnen werken.

Kunstbloemen voorzien in de behoeften van een bij be#

Onze collega in Duitsland heeft eerst de bloem blad oppervlakken g van een groot aantal planten gemeten en identificeerde de meest voorkomende conische oppervlakken. Ter vergelijking selecteerde ze een paar relatief gladde bloem blad- of blad oppervlakken die het licht van een kunstmatige bron weerkaatsen. Ten slotte werden van deze monsters blauwe afgietsels gemaakt en vervolgens getoond aan vrij vliegende bijen. In het experiment, uitgevoerd met hommels in Duitsland, kon een beloning voor suikeroplossing worden verzameld door bijen die naar een van de Kunstbloemen vlogen. Ze moesten kiezen tussen vliegen naar "zonlicht" - wat kan resulteren in lichtreflecties die de kleur van de bloem beïnvloeden - of met de lichtbron achter de bij. Uit het experiment bleek dat wanneer er licht van achter de bijen kwam, er geen voorkeur was voor het bloemtype. Maar voor bijen die naar het licht toe vlogen, was er een significante voorkeur voor het kiezen van de bloem met een meer "hobbelig" conisch oppervlak. Dit hobbelige oppervlak diende om het binnenkomende licht te verspreiden, waardoor het kleursignaal van de bloem werd verbeterd.

De resultaten geven aan dat bloemen hoogstwaarschijnlijk hobbelige oppervlakken ontwikkelden om lichtreflecties te minimaliseren en de kleurverzadiging en intensiteit te behouden die nodig zijn om bestuivers te lokken. Mensen zijn waarschijnlijk gewoon de gelukkige begunstigden van deze oplossing die de biologie heeft ontwikkeld. Ook krijgen we intense bloemkleuren te zien. En daarvoor hebben we bestuivers te danken.