Een simpele vraag waar onderzoeker Casper van der Kooi zich in vastbeet. Uit de studie rolt een niet zo simpel antwoord.

“We weten al veel over bloemkleur met betrekking tot ecologie en evolutie,” vertelt Van der Kooi aan Scientias.nl. “Er zijn bijvoorbeeld al de nodige studies geweest die kijken of bloemkleur is aangepast op het visuele systeem van hun bestuivende insecten. Van de onderliggende optica van bloemkleur is nog veel minder bekend. Het is eenvoudig vast te stellen wat het spectrum (en dus de kleur) van een bloem is, maar hoe komt die kleur nou tot stand? Welke pigmenten zijn er, hoe veel pigmenten, waar zitten de pigmenten? Dit zijn vragen waar ik naar gekeken heb.”

Kleur
De resultaten publiceerde hij in het blad Proceedings of the Royal Society B. Van der Kooi beschrijft in zijn paper hoe celstructuren in de bloembladeren het licht verstrooien en pigmenten teruggekaatst licht filteren en zo kleuren produceren. “Wij hebben onlangs al een optisch model gepubliceerd dat kleurvorming beschrijft en in dit nieuwe artikel passen wij dat toe op een aantal planten,” legt Van der Kooi uit.

Pigment
Niet de hoeveelheid licht, maar de tint van het licht geeft dus de doorslag. En die tint ontstaat dankzij pigmenten. Het aanmaken van die pigmenten is voor planten een vrij kostbare zaak en dus produceren ze er het liefst niet te veel van. Vandaar dat pigmentkorrels in laagjes liggen. Hierdoor is hun effect maximaal. “Planten die dicht bij de grond bloeien, zoals het Robertskruid, hebben alleen pigment aan de bovenkant van de bloembladeren,” vertelt Van der Kooi. Andere bloemen – bijvoorbeeld klaprozen – moeten insecten van allerlei kanten aantrekken en hebben pigment aan beide zijden van de bladeren.

Diep blauw
Het onderzoek levert een aantal verrassende ontdekkingen op. Zo blijkt bijvoorbeeld dat planten slechts 20 tot 50 procent van het licht reflecteren. De rest gaat door hun blaadjes heen. “Oftewel, bloemen zijn behoorlijk transparant.” Opmerkelijk als je bedenkt dat planten zichtbaar moeten zijn voor insecten en het reflecteren van licht dus belangrijk is. “Wij vonden dat de hoeveelheid licht die gereflecteerd wordt, niet uitmaakt, maar hoe het licht gereflecteerd wordt maakt het. Bijvoorbeeld, voor een blauwe bloem is het belangrijk dat hij verzadigd of diep blauw is, niet zozeer dat hij fel blauw is. Oftewel, kwantiteit van het licht is minder belangrijk dan kwaliteit. (zie kader)”

Op het snijvlak
Het is voor het eerst dat een onderzoeker ontrafelt hoe de concentratie en lokalisatie van pigmenten in combinatie met de interne structuur van de bloem een kleur vormen. Dat niemand eerder op het idee is gekomen om dat te onderzoeken is goed te verklaren, denkt Van der Kooi. “Wellicht omdat biologen door de bril van evolutie of ecologie kijken en niet naar de fysica, en fysici juist andersom.” Van der Kooi had het geluk tijdens zijn studie terzijde te worden gestaan door een hoogleraar natuurkunde en een hoogleraar plantenfysiologie. “Dus we werken op het spanningsveld van biologie en fysica.”

Het resulterende paper is onder meer interessant voor kwekers. “Aangezien wij een aantal nieuwe mechanismen beschrijven die de kleur van planten beïnvloeden (…) Onze methode biedt een kwantitatief handvat om bloemkleur beter te begrijpen. We combineren anatomie met spectroscopie. Ons onderzoek biedt inzicht in wat we noemen ‘de anatomie van bloemkleur’. Deze onderliggende mechanismen zijn belangrijk om de totstandkoming van bloemkleur te begrijpen.”