Haben Sie sich schon einmal die Blumen von ganz genau angeschaut? Aquilegia (auch bekannt als Omas Hauben oder Akeleien) und etwas Ungewöhnliches bemerkt? Während Blumen im Allgemeinen aus vier Schlüsselkomponenten bestehen (Blütenblätter, Kelchblätter, Fruchtblätter und Staubblätter), viele Aquilegia Arten haben zusätzliche Blütenorgane, die als Staminodien bekannt sind.

Die Staminodien von Aquilegia scheinen aus einem Satz von fünf oder sechs sterilen Staubblättern zu bestehen, die zu einer Hülle verwachsen sind, mit zwei Windungen von fünf Staminodien, die jeweils das Fruchtblatt der Blume umgeben. Eine aktuelle Studie von Meaders und Kollegen (2020) zielte darauf ab, dies herauszufinden wie genau die Staminodien von Aquilegia entwickelnund welche Rolle sie in der Blütenökologie der Pflanze spielen könnten.

Aquilegia ist eine Gattung von ca. 70 Arten in der Familie der Ranunculaceae. Seine Blüten zeichnen sich durch eine fünfte Art von Blütenorgan aus: die Staminodien. Bild: canva.

Durch eine Kombination aus histologischen Techniken und vergleichender Transkriptomik deckt die Studie verschiedene entwicklungsbedingte und molekulare Unterschiede zwischen den Staminodien und Staubblättern auf Aquilegia coerula 'Origami'.

„Wenn ihre Primordia zum ersten Mal auftauchen, werden die kunstvollen Staminodien von Aquilegia sind im Wesentlichen nicht von denen der Staubblätter zu unterscheiden“, schreiben die Autoren. „Aber sie divergieren schnell in der Entwicklung, vor allem in ihrer seitlichen Ausdehnung und dem Versagen, Staubbeutel zu unterscheiden.“

Die Untersuchung der mikroskopischen Anatomie jedes Blütenorgans zeigte, dass die Staminodien etwa dreimal dicker werden als Staubblattfilamente und auch dazu neigen, auf einer Seite dicker zu sein, was zu einer gekräuselten „C“-Form führt. Jede „C“-förmige Staminode zeigt in die entgegengesetzte Richtung zu ihrer Nachbarin und ihre Ränder kleben aneinander, so dass der Querschnitt der Blüte ein bisschen wie ein Ring ausgestreckter Arme aussieht, die Hände um das Fruchtblatt halten.

„Dadurch entsteht eine physikalische Verzahnung entlang der Seitenränder der Organe. Das Verständnis der Details der Kräuselungs- und Anhaftungsphänomene erfordert weitere Untersuchungen, möglicherweise unter Verwendung detaillierterer Mikroskopie- und Transkriptomik-Ansätze“, schreiben Meaders und Kollegen Aquilegia coerula „Origami“ enthüllte die Expression bestimmter Gene, die mit der Entwicklung von Staminodien in Verbindung stehen. Beispielsweise stimmte die angereicherte Ligninbiosynthese in den späteren Stadien ihrer Entwicklung mit den Beobachtungen überein, dass Staminodien bei der Reife verholzen und verhärten.

Aquilegia coerulea 'Origami'-toluidinblau gefärbte histologische Schnitte aus drei Entwicklungsstadien, wobei die Staminodien falsch gefärbt sind, um sowohl ihre Identität als auch ihr abwechselndes Randrollverhalten hervorzuheben. Quelle: Meaders et al. 2020.

Jetzt fragen Sie sich vielleicht, was tun Aquilegia Staminoden eigentlich? Die Autoren spekulieren, dass die spezialisierten Merkmale von Aquilegia Staminodien können eine Schutzfunktion für die Fruchtblätter der Blume haben. „Obwohl viele funktionelle Staminodien in anderen Angiospermen-Linien eine Schlüsselrolle bei der Bestäubung spielen, glauben wir nicht, dass dies hier der Fall ist. Während die ökologische Funktion von Aquilegia Staminoden muss noch bestimmt werden, diese Daten stimmen mit einer Rolle beim Schutz der frühen Fruchtblätter vor Herbivoren- oder Pathogeninfektionen überein.“

Einer der Autoren hat dieses Papier zur Verfügung gestellt auf ihrer ResearchGate-Seite.