Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

De evolutie van bloemen

De blauwalg, of cyanobacterie was het eerste organisme dat gebruik maakte van fotosynthese, waarbij met behulp van zonlicht kooldioxide (CO2) opgenomen wordt en zuurstof (O2) geproduceerd wordt. Alle planten, de algen, de eerste landplanten zoals mossen, varens, en vervolgens de pijnbomen, loofbomen (met bloemen) en de bloemen bevatten allemaal chloroplasten, waarvan verondersteld wordt dat ze voortkomen uit endosymbiose van een ééncellige met de cyanobacterie. De bacterie werd door een ééncellig organisme opgeslokt en zette in deze cel fotosynthese voort, waarmee hij de gastheercel voorzag van energie.

Via de algen, ontstonden de eerste landplanten, de mossen. Vervolgens ontstonden de

conifeer
conifeer

varens en paardestaart en later de gymnospermae of naaktzadigen. Deze laatste groep omvat coniferen, voornamelijk naaldbomen, die een mannelijke of vrouwelijke kegelvrucht dragen. Deze naaktzadigen leefden al zo’n 300 miljoen jaar geleden. Op een bepaald moment, aan het begin van het Krijt, zo’n 130 miljoen jaar geleden, deed zich een explosie voor in de evolutie van Angiospermae of bedektzadigen, de bloemplanten, die, in tegenstelling tot de naaktzadigen, twee geslachten of seksen in dezelfde bloem dragen.
De vondsten van fossiele resten van deze laatste groep, geven aan dat het om een ware explosie ging waar Darwin van zei dat het een: ‘abominable mystery’ was. Het gaat immers niet om een geleidelijke verandering zoals die door de evolutietheorie voorspeld wordt. De naaktzadigen (naaldbomen) verdwenen uit de tropen en groeiden uitsluitend nog in het hoge noorden, terwijl de planten met bloemen al deze gebieden overnamen. Het succes van de bedektzadigen (er zijn wel zo’n 400.000 soorten) wordt door deskundigen uit Wageningen ook wel toegeschreven aan het feit dat deze groep de omgeving naar haar hand zette. Deze angiospermae vormden veel blad dat de bodem voedde en een vruchtbare humuslaag vormde, terwijl de dode weefsels van planten als coniferen slecht afbreekbaar zijn en de bodem vrijwel steriel achterlaten.

Nog steeds heeft men niet kunnen aantonen hoe de bloemen hebben kunnen evolueren, al wordt er veel onderzoek naar gedaan. Dat ze zich afsplitsten van de naaktzadigen en een zijtak vormden is vrijwel uitgesloten want dan zouden er fossiele resten gevonden moeten zijn van overgangsvormen van tussen de 300 en 130 miljoen jaar geleden, en dat is niet het geval. Men gaat er dus vanuit dat de naaktzadigen de directe voorouders zijn van de bedektzadigen (planten met bloemen) en dat de bloem op een of andere manier uit de kegelvrucht geëvolueerd is.

 levenscyclus gymnospermae

Men heeft inmiddels met een ABC-model kunnen aantonen, dat de coniferen een groep B- en C-genen hebben die verantwoordelijk zijn voor de vorming van de kegelvrucht. Daarbij heeft de expressie van zowel B als C-genen een mannelijke kegelvrucht tot gevolg (die stuifmeel produceert) en brengt de expressie van alleen de C-genengroep vrouwelijke kegelvruchten (met vruchtbeginsels) voort. De bloemen van de bedektzadigen daarentegen hebben ook een groep A-genen die de identiteit van de bloem vastleggen. Een recente studie heeft aangetoond dat de expressie van de ABC- genen kan variëren naar gelang het om de buitenste of  binnenste lagen van de bloem gaat. In dit verband zijn basale of primitievere bedektzadigen bestudeerd en geconfronteerd met de genregulatie in modernere bedektzadigen.

Een bloem bestaat uit vier ‘lagen’. Van buiten naar binnen de (1)  kelkbladen of sepalen

doorsnede bloem

(vaak groen van kleur), (2) de kroonbladen of petalen (variërend gekleurd), (3) de meeldraden, en (4) de stamper. Nadat het mannelijke stuifmeel op het vrouwelijke deel van de bloem (de stamper) is aangekomen, groeit uit de stuifmeelkorrels een buis in de richting van de eicel om die te bevruchten. De expressie van alleen A-genen bepaalt de groei van kelkbladen; A- en B-genen samen bepalen de vorming van meeldraden (die stuifmeel dragen). Expressie van alleen C-genen bepaalt de ontwikkeling van de stamper (met het vruchtbeginsel). Nu bestaan er wat primitievere bedektzadigen die i.p.v. sepalen en petalen alleen tepalen hebben. Voorbeelden zijn lelies en tulpen waar sepalen en petalen niet te onderscheiden zijn.

Een recent onderzoek op de avocadoboom (Persea americana), ook een primitieve bedektzadige, wees uit dat de expressie van de verschillende ABC-genen in elkaar overloopt en daardoor met combinatie van hogere en lagere expressies tot de vorming van tepalen overgaat. Bij de modernere bloemen is de expressie tussen de verschillende

Persea americana (avocadobloem)

onderdelen van de bloem wel duidelijk gescheiden. Dit zou kunnen betekenen dat deze ‘overlapping’ van gen-expressie een primitieve eigenschap is die zou kunnen verklaren hoe de bloemen genetisch gezien uit de kegelvrucht ontstaan zijn.
Het is nl. mogelijk te veronderstellen dat bepaalde (uitgestorven?) kegelvruchten i.p.v. een gescheiden expressie van B- en/of C-genen op een overlappende expressie overgingen, waardoor er theoretisch kegelvruchten konden ontstaan die zowel mannelijke als vrouwelijke onderdelen hadden. Met een hypothetische afplatting van deze kegelvrucht/bloem konden zo de eerste echte bloemen ontstaan.

Ondanks al dit onderzoek blijft het een hypothese dat bloemen geëvolueerd zijn uit de kegelvruchten, ook al bestaat er geen alternatieve hypothese.

Grotendeels uit: Annals of Botany

Hier is een video te zien van de BBC-serie ‘The Private Life of Plants’ met David Attenborough over de bloei van bloemen ‘Flowering’. Ten zeerste aanbevolen!!

De andere afleveringen van ‘The Private Life of Plants’ zijn:
The social struggle
Travelling
Growing
Living together
Surviving


31 Reacties op “De evolutie van bloemen

  1. Antoinette Duijsters juli 17, 2009 om 17:58

    Goede samenvatting over de stand van zaken. Al blijft er nog veel te onderzoeken.

  2. Aad Verbaast juli 17, 2009 om 18:09

    Een heel nieuw gebied voor me. Interessant om te lezen.
    Alhoewel ik als leek lang niet alles kan bevatten.

  3. pierra juli 17, 2009 om 18:11

    Antoinette, leuk dat je als eerste reageert. Al lezende vernam ik dat orchideen de meeste van alle bloemsoorten hebben.
    De evolutie wordt vaak besproken met betrekking tot dieren. Het leek me wel leuk om de planten eens onder de loep te nemen. Aanvullende informatie is welkom want ik ben er pas mee begonnen. Misschien volgt er meer.
    Groet,

  4. pierra juli 17, 2009 om 18:14

    @Aad, ik was zelf benieuwd naar de stand van zaken op dit gebied en kwam een aantal interessante artikelen tegen. De evolutie van planten is een beetje een ondergeschoven kindje, maar wel heel interessant.
    Groet,

  5. Antoinette Duijsters juli 17, 2009 om 18:20

    Pierra, de evolutie van planten is echt een ondergeschoven kindje, het kost veel moeite om informatie bij elkaar te sprokkelen. En helaas ben ik niet zo goed in vreemde talen.

  6. Aad Verbaast juli 17, 2009 om 18:40

    @Pierra: helemaal mee eens, dus ik probeer me ook bij te spijkeren op dat gebied. Nog een lange weg te gaan :-0
    De inspiratie kwam van een uitgebreide serie van de BBC al weer een paar jaar geleden: "the life of plants" (met uiteraard Attenborough in zijn blauwe overhemd).
    Met spectacuaire tijdopnamen waarbij planten ineens levende wezens leken te zijn.. Met allerlei bijzondere strategieën te leven en te overleven Fenomenaal.
    Helaas heb ik nog niet kunnen vinden of die serie op DVD is uitgegeven. Als dat zo ik koop ik die meteen.
    Ik vond het nog boeiender dan de vele dierendocumentaires…
    De laatste vakantie heb ik elke avond voorstelling gehouden (‘iedereen’ op de camig uitgenodigd), over een spectaculaire plant die vlak voor me stond. Elke avond rond de schemering spatten daar bloemen van open. Een dags- (nacht dus eigenlijk) bloemen.. Seconden werk.. Levend!
    Dat bleek een teunisbloem te zijn..
    Bij terugkomst zag ik ze (nu ik ze herken) bij de buren in de tuin staan.. Nooit opgevallen.. Ongelooflijk toch? Alles onder handbereik, waar je geen weet van hebt..
    Prachtig de plantenwereld.

  7. pierra juli 17, 2009 om 18:53

    @Aad, ik weet niet meer n.a.v. wat, maar heb je er eerder over horen praten. Weet je de titel nog? Er is zoveel te zien op Youtube dat-ie er misschien wel bijstaat. Misschien kan ikzelf ook wat zoeken met sleutelwoorden.
    Ha,ha, je was dus een camping-animator…dat kan ik me heel goed voorstellen.
    Ja, en als je je erin verdiept dan zie je ook meer en op een andere manier.
    Groet,

  8. Aad Verbaast juli 17, 2009 om 19:04

    @Pierra:
    Titel:
    Het was "Life of plants" of Living plants" of zoiets.. als je het kunt vinden, dan krijg je van mij een vetleren medaille van verdienste!!
    "animator": ja, dat was wel leuk een aantal avonden.. Kun je je het voorstellen? Een aantal mensen die rond de schemering op hun stoeltje (eerste rang) rond de schemerig naar uiteenspattende bloemkelken zitten te kijken? Ooooh en aaah te roepen. Waar ik natuurlijk (letterlijk en figuurlijk) hard aan mee deed?
    En terecht: het is ook geweldig om te zien..

  9. pierra juli 17, 2009 om 23:11

    @Aad, de serie die je bedoelt is waarschijnlijk The Private Life of Plants zie: http://en.wikipedia.org/wiki/The_Private_Life_of_Plants en lijkt alleen in de UK verkrijgbaar.
    Ik vond ook de volgende site waar alle (?) delen te zien zijn: http://www.videosift.com/video/David-Attenborough-The-Private-Life-of-Plants-Growing.
    Ik ga nu kijken.
    Groet,

  10. Aad Verbaast juli 18, 2009 om 10:47

    @Pierra: héél hartelijk bedankt, dat is het ongetwijeld!!
    Die onderste link die werkt wel, maar de video start niet op.. Jammer, werkt het bij jou wel?
    Dat wordt dan dus bestellen, en dat ga ik zeker doen!!
    P.S. 1995…. time flies when… Het leek nog maar zo kort geleden :-0

  11. Aad Verbaast juli 18, 2009 om 11:00

    @Pierra: maar deze kon ik wel zien.. http://video.google.nl/videoplay?docid=3347449170122297008&ei=Qo5hSo-9L475-Ab54P0g&q=%22the+private+life+of+plants%22+&hl=nl
    De kwaliteit niet zo geweldig, maar toch!
    Geweldig!! ëén van de eerste zinnen al: "… are living organisms just like animals.."
    Nogmaals dank!

  12. coby juli 18, 2009 om 11:56

    Er gaat letterlijk en figuurlijk een wereld voor me open, ook al heb ik net als Aad de nodige moeite om alles te kunnen volgen. Maar het is wonderlijk en fascinerend. Wat is jouw specifieke kennisgebied, Pierra? Ik bedoel waar houd jij je vooral mee bezig?
    Hartelijke groet, Coby

  13. jacopone juli 18, 2009 om 12:37

    Met veel interesse gelezen. Bedankt.

  14. pierra juli 18, 2009 om 12:42

    @Aad, ik heb gisteren tot 3.00 s’nachts zitten kijken!! Bedankt voor je tip. Daarna vond ik ook de video’s op Google.video. Ik ga mijn bericht aanpassen en zet de links erbij.
    @Coby, ik ben biologe en werkte vooral op biomedisch gebied, maar tijdens de studie krijg je ook wel iets van Botanica mee. Ik ben absoluut geen expert op dit gebied, dus het zou me niet verbazen als er iemand langskomt met wat kritiek, of, beter, aanvullende informatie.
    Hopelijk is voor jullie alleen het laatste deel lastig te volgen, want dat ìs ook erg moeilijk en ik kwam er zelf nauwelijks uit. Ik ga daar nog even aan sleutelen.
    @jacopone, bedankt. Ik ga ook wat BBC-video’s toevoegen, dus mocht het je interesseren, kom dan nog eens langs.
    Groetjes,

  15. Gus juli 18, 2009 om 15:56

    M.a.w. hoe rudimentair ook, er toch een intelligentie was en ‘is’ om te surviven, te laten groeien.
    je legt het zo duidelijk uit.
    maar…
    De bacterie in de cel voorziet zijn gastheer van energie.
    Wisselwerking.

  16. pierra juli 18, 2009 om 16:11

    @Gus, er is heel wat wisselwerking die gaat van parasitisme tot symbiose ook in de macrowereld van plant en dier. Als je dat interessert zou je de films van BBC moeten zien (zie eerste BBC-link naar ‘flowering’.
    Al is het vaak verdomd ‘slim’ hoe de natuur het aanpakt, toch kun je niet van intelligentie spreken, het is een kwestie van eten vinden, groot groeien en reproduceren, met een minimum aan energieverspilling.
    (Eindelijk een stukje met mannetjes, vrouwtjes en aantrekkingskracht, al gaat het over planten.)
    Ciao,

  17. Smokey Robbinson juli 18, 2009 om 19:52

    Goed dat je even langskwam, gisteren nog bij je gekeken of je een nieuw blog had en daarna heb je dit blog er opgezet. En wat voor eentje! Mooi! Het hele stuk met de links moet ik eerlijk gezegd nog lezen, Maar ik las al dat ook de bloemen vrouwlijke en manlijke aantrekkingssensoren hebben ! Weliswaar met behulp van onmisbare matchmakers, de bijen😉
    Als veel meer mensen ervan doordrongen zouden zijn dat gif spuiten funest is, wat zouden flora en fauna dan weer optimaal kunnen floreren.
    Mijn aanbeveling voor je mooie blog.
    Groet

  18. pierra juli 19, 2009 om 00:17

    @Smokey, in de filmserie wordt er ook gesproken over de natuurlijke verdediging van planten tegen rupsen of andere bladetende grote dieren, wat ook met gifproductie gaat of door een symbiose met stekende mieren. Allemaal heel interessant. Als je het zo bekijkt is het idee om planten genetisch te manipuleren zodat ze bepaalde giffen produceren zo gek nog niet. Vaak is wel het probleem dat ze ook veel andere soorten verdelgen, zoals bijen die niet schadelijk voor de gemodificeerde plant zijn, integendeel. Daar zou dus nog heel wat aan gesleuteld moeten worden.
    Maar idd gif spuiten is funest.
    Ik ben erg onder de indruk van je tuin met sinaasappels en citroenen. Prachtig!
    Groet,
    P.S. De links hoef je, tenzij je er perse nog meer van wilt weten, niet te lezen. Ik zet ze er eigenlijk bij voor mezelf, dan kan ik ze nog nalezen, of voor iemand die zich er ook echt in wil verdiepen.

  19. Flip Willemsen juli 19, 2009 om 02:22

    Ik heb het nu een paar keer gelezen, Pierra. Het kost mij moeite om het allemaal meteen te volgen. maar ik vind het erg interessant. Ik blijf nog even lezen.

  20. paco painter juli 19, 2009 om 08:07

    Moeilijk maar boeiend

  21. pierra juli 19, 2009 om 13:06

    @Flip, de review waar de informatie vandaan komt heeft wel zo’n 10 bladzijden nodig om het ABC-model uit te leggen. Ik heb dat in twee alinea’s samengevat, dus dan is het misschien toch niet zo duidelijk.
    @Paco, leuk dat je het gelezen hebt.
    Groetjes,

  22. galadriel juli 19, 2009 om 15:17

    oooh interessant…dat het blad van conferen een steriele (dus weinig humusrijke) bodem achterlaten klopt…niets wil er tussen groeien…of is dit een voorbarige conclusie?

  23. pierra juli 19, 2009 om 17:48

    @Gala, het lijkt mij ook dat het wel klopt. In dennebossen groeit er vaak niet veel anders…t’is dat de wetenschappers het beweren, dan zal het dus wel waar zijn.
    Groet,

  24. Gus juli 20, 2009 om 09:06

    Gala en Pierra, dat klopt. In Dennebossen groeit bijna niets op de grond.
    Denk ook dat het te maken heeft met dat er geen zon kan door dringen.
    Maar daar hadden we het niet over.
    Met een minimum aan energieverspilling.
    Dus ieder ♂ en ♀ op zich.
    Heel basic.

  25. pierra juli 20, 2009 om 14:05

    @Gus, waar haal je toch die symbooltjes vandaan: ♂ en ♀ ? Heb je die op je toetsenbord?

  26. Gus juli 20, 2009 om 20:22

    Lieve schat, dat is Alt indrukken en 11 of 12 en dan krijg je ♂ of ♀
    asciicodes.
    Ik kwam er toevallig op, omdat ik ë wou doen en dat is Alt 137
    Puur toeval en ben toen gaan zoeken, wat is er nog meer mogenlijk.
    Daarna naar Google en iemand heeft de hele Asciicode lijst daar neer gezet.
    Hoort bij de alleroudste versie van Word.
    American Standard for Infomation Interchange.
    Uitgevonden door Bob Bremer. (RIP)
    Je kan bij wijze van spreken een heel artikel schrijven met alleen asciicodes te gebruiken.
    Tis omslachtig natuurlijk, maar ik gebruikte ze om sneller to the point te komen.
    Oké, nu geen ascii code
    X
    Gus

  27. miertje, lekker diertje juli 21, 2009 om 06:33

    bedankt, dit over de endosymbiose is precies waar ik naar op zoek was.
    is de ontwikkeling van bloemen niet globaal gelijk op gegaan met de opkomst van insecten ? ivm. bestuiving ?

  28. pierra juli 21, 2009 om 14:08

    @Miertje, ld, endosymbiose is in dit geval de samenwerking tussen geintegreerde cyanobacterien en eencelligen, en de daarop volgende samenwerking tussen chloroplasten en eucariotische plantencellen.
    Ik heb het hier en daar ook opgevangen dat de ontwikkeling van veel insecten samenging met de ontwikkeling van bloemen, want de gymnospermae (naaldbomen) en grassen (die ook tot de angiospermea behoren) maken gebruik van de wind voor bestuiving. Deze samenwerking of co-evolutie tussen insecten en bloemen zou je symbiose kunnen noemen, echter geen endosymbiose.
    Groet,

  29. Gus juli 21, 2009 om 19:16

    Oeoeoeoeoeoeh!!!
    Kan je je stukje nog een keer herplaatsen van het ontstaan van leven? Please?
    Hoe het zit met DNA en RNA?
    Alsjeblieft.

  30. tsjok45 juli 27, 2009 om 15:20

    Erg mooi artikel alweer
    Ik heb een kopietje van je stuk geplaatst in mijn verzameling over dat onderwerphttp://evodisku.multiply.com/journal/item/357/PLANTEN_EVOLUTIE
    Ik verwijs ook graag naar de site van
    Fred Triephttp://utopia.knoware.nl/users/pf_triep/index.htm
    speciaal naar de artikelshttp://www.botaniewebsite.nl/evolutie_zaadplanten.htmlhttp://www.botaniewebsite.nl/carboonplanten.htmlhttp://www.botaniewebsite.nl/welwitschia.html
    en ook naar het daar vermeldehttp://www.adonline.id.au/plantevol/tour/

  31. Pierra juli 27, 2009 om 17:36

    @Tsjok45, leuk om het daar te zien staan. Ik vraag me dan af of het toch wel begrijpelijk was voor een insider als jij.
    Fijn om de links te hebben want ik wil er eigenlijk ook wel wat meer over weten en over planten is relatief weinig te vinden.
    Veel dank.
    Groet,

Praat mee en laat hier uw reactie achter

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

Jonas Bruyneel

Literatuur/Journalistiek/Muziek

mjusicamanti.wordpress.com/

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più

Microplastics

INTERREG MICRO PROJECT

Scientia Salon

Philosophy, Science, and all interesting things in between

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Vita da simbionte

perché collaborare è talvolta meglio che combattere

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Evolutie blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

The Public House for Science...

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

the aphid room

All about aphids... not simply bugs|

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

%d bloggers op de volgende wijze: