С ярко-красными и желтыми цветами, а иногда и с белыми маки получаются очень яркими и красочными. Однако их лепестки тоже очень тонкие; они состоят всего из трех слоев клеток. Ученые из Университета Гронингена Каспер ван дер Коой и Докеле Ставенга использовали микроскопию и математические модели, описывающие, как свет взаимодействует с лепестками, чтобы выяснить, как создаются яркие цвета. Результаты будут включены в специальный выпуск Журнала сравнительной физиологии, в котором основное внимание уделяется взаимоотношениям между насекомыми и цветами.
Основным направлением исследований Ван дер Кои является эволюция цвета цветка и взаимодействие между цветом цветка и опылителями. Это побудило его исследовать, как лепестки производят свои визуальные сигналы. Он объясняет, чем интересны цветки мака (Papaver, Meconopsis и родственных видов): «Обыкновенный мак - крайний случай, у него очень тонкие лепестки, которые, тем не менее, вызывают очень сильное рассеяние света. Маки также содержат высокие концентрации пигментов.
Пазлы
Исследователи собрали лепестки разных видов мака и изучили их структуру с помощью различных методов. Они обнаружили, что пигмент присутствует только в двух внешних слоях клеток, а не в среднем слое. Пигментированные клетки имели причудливую форму со множеством впячиваний, которые делали их похожими на сложные кусочки мозаики. «Это создает много заполненных воздухом промежутков между ячейками, которые вызывают отражение света на границе ячейки и воздуха», - говорит Ван дер Кои.
Кроме того, лепестки содержали огромное количество пигмента. «Это одна из самых высоких концентраций, которые я когда-либо измерял в любом цветке». Действительно, характерные черные отметины в центре некоторых цветков мака вызваны чрезмерной концентрацией красного пигмента. Ван дер Коой заключает, что густая пигментация в сочетании с сильной россыпью обуславливает яркие цвета мака в красных частях лепестка.
Сексуальная мимика
Новые результаты могут быть связаны с предыдущей работой по эволюции цвета мака. Интересно, что маки на Ближнем Востоке не отражают ультрафиолетовый свет, в то время как те же самые виды в Европе отражают. Эта разница может быть связана с их предпочтительными опылителями. «В Европе маки опыляются в основном пчелами, которые плохо различают красный цвет; однако они улавливают ультрафиолет». Напротив, маки на Ближнем Востоке опыляются жуками, которые видят красные цвета.
'Более того, предыдущие исследования показали, что черные пятна в сердцевине некоторых маков имитируют присутствие самки жука. Это способ для цветов привлечь жуков-самцов. Случай сексуальной мимикрии, как это происходит у других растений, таких как орхидеи, объясняет Ван дер Кои.
Воздушные зазоры
Следующий вопрос будет заключаться в том, как эволюционировали эти похожие на мозаику клетки и воздушные зазоры, которые вызывают эффективное рассеяние. «Эти формы клеток обычно присутствуют в листьях, так что это может быть подсказкой». Кроме того, результаты показывают, что маки излучали ультрафиолетовые сигналы, когда они начали расти в более северных регионах. Это делает эволюционную историю этих ярко окрашенных цветов интересным объектом для изучения.
Статья Ван дер Кои и Ставенги будет включена в специальный выпуск Журнала сравнительной физиологии А под редакцией Фридриха Барта (Венский университет). Это специальное издание под названием «Насекомые и цветы. Новый взгляд на старое партнерство» должно появиться в печати в конце этой весны. Статья уже опубликована в Интернете.