Heeft u zich ooit afgevraagd hoe een bloemkool in zijn vreemde vorm groeit? Het mysterie van hoe deze eigenaardig gevormde groente ontstaat, is nu opgelost door een team van wiskundigen en plantenwetenschappers.
Deskundigen van de Universiteit van Nottingham werkten samen met een internationaal team onder leiding van CNRS1 en Inria aan de studie die aan het licht bracht dat bloemkool, en met name romanesco, in feite bloemknoppen zijn die ontworpen zijn om bloemen te worden, maar die hun doel nooit bereiken. De bevindingen werden gepubliceerd in Science.
Het onderzoek combineert wiskundige modellering en plantenbiologie om aan te tonen dat bloemkool in plaats van het bloeistadium te bereiken, zich ontwikkelt tot stengels, die blijven proberen bloemen te produceren. De bloemkool wordt geboren uit deze kettingreactie, die resulteert in een opeenvolging van stengel op stengel.
Uit deze studie blijkt dat het kort bloeien van bloemknoppen een diepgaande invloed heeft op hun werking en zorgt dat ze, in tegenstelling tot normale stengels, zonder bladeren kunnen groeien en zich bijna oneindig te vermenigvuldigen. De atypische vorm van de romanesco wordt verklaard door het feit dat zijn stengels steeds sneller knoppen produceren (terwijl het groeitempo bij andere bloemkolen constant is). Deze versnelling geeft elke bloem een piramide-achtig uiterlijk, waardoor de structuur duidelijk wordt. De studie laat zien hoe de selectie van mutaties tijdens het domesticatieproces hun vorm heeft veranderd, en gezorgd voor de groente die we nu op ons bord hebben.
Multidisciplinair onderzoek
"Na meer dan tien jaar samenwerking door een multidisciplinair, internationaal team van onderzoekers, kan dit proces eindelijk worden verklaard. De meeste planten hebben een geometrische 'organisatie' in spiralen, langs hoofd- en nevenassen ('phyllotassen'), maar bloemkolen hebben ongewone nevenassen met verschillende spiralen in verschillende groottes. Hoe een dergelijke organisatie ontstaat uit ontwikkelingsmechanismen was tot nu toe onduidelijk," zegt assistent-professor Etienne Farcot, een van de wiskundigen die de aanzet hebben gegeven tot dit onderzoeksproject.
"Door experimentele analyses in de bloemkoolachtige mutant van Arabidopsis thaliana te combineren met wiskundige modellering, ontdekten we dat de zelfgelijkvormigheid ontstaat doordat groeiende plantenweefsels geen bloemen kunnen vormen, maar wel de 'herinnering' bewaren van de staat van bloei. Inzicht in deze genetische mutatie kan plantenwetenschappers helpen de groei van verwante planten te optimaliseren."
Voor meer informatie:
University of Nottingham
www.nottingham.ac.uk