Paardenbloempluis

Hoe past de paardenbloem zich aan in de stad? En wat is de rol van vruchtpluis hierin?

Naturalis Biodiversity Center
11-SEP-2021 - Onderzoekers van Naturalis willen graag weten of planten zich snel aanpassen in reactie op snel veranderende omstandigheden, zoals verstedelijking. Hiervoor gebruiken ze de paardenbloem als voorbeeld. Ze proberen antwoord te vinden op vragen als: is het voordelig om dichtbij of juist ver weg van je ouders te vallen voor de beste overlevingskans? En leidt dit tot snelle evolutie en nieuwe soorten?
Deel deze pagina

Om erachter te komen hoe paardenbloemen zich aanpassen aan hun omgeving, is het allereerst belangrijk om te weten hoe de plant is opgebouwd en tot ontwikkeling komt. Daarom hebben de onderzoekers de paardenbloem nauwkeurig bestudeerd.  

Samengestelde bloemhoofdjes

Paardenbloemplant, knop en floret. a. Paardenbloemplant (Taraxacum officinale) met één open bloemhoofdje en één dichte knop. b. Half bloem-hoofdje van een nog dichte knop, met bloempjes (florets) op de bloembodem. Je ziet de onderstandige vruchtbeginsels, nog ingerolde, gele lintbloemen en de lange witte pappusharen. c. Volwassen floret met de bloemorganen aangeduid: Ov = Ovarium / vruchtbeginsel; Be = Beak / rostrum; Pa = Pappus / vruchtpluis; Pe = Petalen / kroonbladen; An = Antheren / helmhokjes, in een ring; St = Stijl en Stempels; Insert = gerijpt zaad met lang rostrum en uitgevouwen pappusharenPaardenbloemen (Fig. 1a) behoren tot de Asteraceae, de bloemplanten met samengestelde bloemhoofdjes. In de Asteraceae zijn de bloemhoofdjes als het ware samengedrukt tot een plat vlak, de bloembodem, waarop een groot aantal bloempjes staat. Deze bloempjes worden ‘florets’ genoemd. Eén paardenbloemhoofdje kan wel 120 tot 200 florets bevatten (Fig. 1b). Eén floret (Fig. 1c) bestaat uit een onderstandig vruchtbeginsel, het vruchtpluis, de vijf kroonblaadjes, vijf meeldraden met helmhokjes, en de stijl met twee stempels. In paardenbloemen zijn de kroonblaadjes gefuseerd tot een lint, de ‘ligule’. Dit vind je ook in verwante soorten zoals sla en cichorei. In een andere groep Asteraceae zijn de kroonblaadjes gefuseerd tot een koker, vaak met in de buitenste rand(en) van het bloemhoofdje straalbloemen, zoals bij de zonnebloem. 

Harig pappus

Paardenbloemen bevatten een ‘harig’ pappus (vruchtpluis) dat zich op een volwassen zaadje uitvouwt als een parachuutje (Fig. 1c, insert), ideaal voor windverspreiding. Er zijn ook Asteraceae waar het pappus meer schubachtig is, geschikt voor verspreiding door dieren. Het pappus speelt dus een belangrijke rol bij de zaadverspreiding. Veranderingen in het pappus kunnen dus ook een effect hebben op de verspreidingscapaciteit. 

Het pappus staat op de plek waar bij enkelvoudige bloemen de kelkblaadjes (sepalen) staan. Deze staan alternerend ten opzichte van de vijf kroonblaadjes. Kelkblaadjes beschermen de bloem tegen weersinvloeden en vraat, maar bij de ‘florets’ in Asteraceae is dit niet meer nodig, die worden al beschermd door de schutblaadjes van de hele knop (Fig. 1b). Door het verdwijnen van die functie kunnen de kelkblaadjes zelf ook verdwijnen, of een andere functie krijgen. “Het wordt algemeen aangenomen dat het pappus haar oorsprong vindt in de kelkblaadjes, maar dit is weinig onderzocht en er zijn ook andere theorieën over”, vertelt Naturalis-onderzoeker Kitty Vijverberg. “Uit ons morfologisch en moleculair onderzoek blijkt dat het pappus inderdaad afgeleid is van de kelkblaadjes”, aldus Vijverberg.

Goede windverspreider

Scanning Electron Microscopy (SEM) foto’s van heel jonge paardenbloem florets. a. Floret met de vijf kroonblaadjes die sluiten op de top, met aan de basis de pappusring met twee of drie randen pappusharen. De haren (groene pijl) op de fusiezone (rode pijl) tussen kroonblaadjes lopen voor in groei. b. Oudere floret met de pappusring (Pa) met pappusharen, en daaronder het rostrum (Be) en het Ovarium (Ov)“Interessant is dat we vonden dat de pappusharen die op de plek van de sepalen groeien, dus op de positie alternerend ten opzichte van de petalen, vooruitliepen in hun groei (Fig. 2a). We vonden ook dat het pappus als een ring begint door celdelingen in de buitenste cellaag aan de basis van de petalen (Fig. 2a). Deze ring groeit uit tot een duidelijke rand (Fig. 2b), waarop de pappusharen staan. We interpreteren dit als een aangepaste kelk, de buitenste ofwel eerste bloemkrans”, legt Vijverberg uit.

Het verspreidings-onderdeel in de paardenbloem bestaat, behalve uit het pappus, ook uit het rostrum (Figs 1c en 2b). Het rostrum behoort niet tot het pappus, maar is onderdeel van het vruchtbeginsel, dat zich uit de binnenste ofwel vierde bloemkrans ontwikkelt. Vijverberg: “Het verspreidings-onderdeel is dus een samengesteld orgaan, waarbij het pappus zich vóór de zaadontwikkeling vormt (Fig. 1c) en het rostrum tijdens (Fig. 1c, insert).” Om zo’n goede windverspreider te worden is er bij de paardenbloem dus zowel een harig pappus ontstaan en een bijzondere samensmelting van twee bloemorganen geweest.

“We vonden nog iets interessants omtrent het onderstandige vruchtbeginsel. Het was altijd een raadsel hoe de bloemorganen op de bloembodem konden zijn ingeplant. Het idee is dat de onderste delen van de buitenste drie bloemkransen zijn gefuseerd en samen langs het ovarium naar de bloembodem toe lopen, die onder het vruchtbeginsel ligt. Alternatief is dat de bloembodem langs het ovarium omhoog is gegaan. Onze morfologische resultaten, samen met gepubliceerde resultaten van sla, ondersteunen de tweede theorie. Een mooi plaatje hiervan staat in de bijlage van ons artikel”, eindigt Vijverberg.

Terug naar de stad

Uit dit onderzoek wordt nog niet duidelijk of paardenbloemzaadjes voor de beste overlevingskans dichtbij of juist ver weg van hun ouderplant moeten vallen. Nu we echter weten hoe het verspreidings-onderdeel is opgebouwd kunnen we veranderingen in kaart gaan brengen, eerst morfologisch en daarna ook moleculair. We hebben al een trend gezien naar kortere pappusharen, een korter rostrum en zwaardere zaden in de stad, dus naar dichterbij de ouder vallen. Momenteel wordt dit in een grootschaliger experiment verder uitgezocht, om te zien of dit consistent is en ook geldt onder verschillende stadscondities. 

Meer informatie

  • Het gehele artikel genaamd ‘Sepal identity of the pappus and floral organ development in the common dandelion (Taraxacum officinale; Asteraceae)’ is hier te lezen. 

Tekst: Kitty Vijverberg, Naturalis Biodiversity Center
Foto's: Naturalis Biodiversity Center; Kitty Vijverberg