​Navorsers het ontdek hoe 'n Suid-Afrikaanse magrietjie kamma- wyfievlieë op sy blare skep ten einde manlike vlieë te kul om dit te bestuif.

'n Manlike vlieg nader 'n blom, land bo-op − wat hy dink − 'n wyfievlieg is, en dans rond. Hy probeer paar, maar dit werk nie eintlik nie. Hy probeer weer. Uiteindelik gooi hy die handdoek in en vat die pad, onsuksesvol. Maar die plant het gekry wat hy wil hê: stuifmeel.

“Meer as 'n dekade terug het ons beskryf hoe die Suid-Afrikaanse magrietjie, Gorteria diffusa, 'n ingewikkelde struktuur op sy blare gebruik om manlike vlieë te lok. Die meganisme ágter hierdie oortuigende driedimensionele bedriegspul, kompleet met harige knobbels en wit ligstrepe, het wetenskaplikes egter lank aan die kopkrap gehad," verduidelik Prof. Allan Ellis, verbonde aan die Universiteit Stellenbosch se Departement Plant- en Dierkunde, en deel van 'n internasionale span van navorsers wat die evolusionêre oorsprong van dié fenomeen wou uitpluis.

Die resultate van hul soektog is vandeesweek in die vaktydskrif Current Biology gepubliseer.

Die navorsers het drie stelle gene geïdentifiseer wat betrokke is by die bou van hierdie kammavlieg op die magrietjie se blomblare. Die groot verrassing is dat al drie stelle alreeds ánder funksies in die plant het: een is verantwoordelike vir die vervoer van yster, een laat die wortelhare groei, en een is in beheer van presies wanneer die blomme stoot.

Die studie het bevind dat die drie stelle gene op 'n nuwe manier in die magrietjie se blomblare saamwerk om hierdie kamma- wyfievlieë te vorm. Die gene wat verantwoordelik is vir die vervoer van die yster, voeg yster by die blomblaar se normale rooipers pigment wat die kleur na 'n meer groenblou vliegkleur verander. Die gene wat verantwoordelik is vir wortelhaargroei, laat hare op die blomblaar uitkom wat sodoende tekstuur verskaf. En die derde stel gene laat die kammavlieë op oënskynlik lukrake plekke op die blomblare verskyn.

“Hierdie magrietjie het nie 'n nuwe geen ontwikkel wat kammavlieë te voorskyn bring nie. Daarenteen het dit iets veel slimmer gedoen. Dit het reeds bestaande gene byeen gebring wat alreeds ander goed in verskillende plekke in die plant gedoen het ten einde ingewikkelde kolletjies op die blomblare te maak wat manlike vlieë bedrieg," sê Professor Beverley Glover, verbonde aan die Cambridge Universiteit se Departement Plantwetenskappe, ook direkteur van die Universiteit se Botaniese Tuin, en senior outeur van die studie.

Die navorsers sê die magrietjie se blomblare gee aan die plant 'n evolusionêre voordeel deurdat dit meer manlike vlieë lok om dit te bestuif. Die plante groei in 'n strawwe woestynomgewing in Suid-Afrika, met slegs 'n kort reënseisoen waarin dit blomme moet produseer, bestuif moet word, en saad moet vrystel voordat dit doodgaan. Dit skep intense kompetisie om bestuiwers te trek en die blomblare met die kamma- wyfievlieë  maak dat hierdie Suid-Afrikaanse magrietjie bo die skare uitstaan.

In vergelyking met die meeste ander lewende organismes, is die groep plante wat hierdie seksueel bedrieglike magrietjie insluit, baie jonk in evolusionêre terme en slegs 1,5 tot 2 miljoen jaar oud. Die vroeëre magrietjies van hierdie stamboom het nie hierdie kammavliegkolletjies gehad nie, wat beteken dat die verskyning hiervan 'n baie vinnige proses moes wees. 

“Ons sou verwag dat iets so kompleks soos 'n kammavlieg lank sou neem om te ontwikkel en boonop baie gene en baie mutaties sou behels. Maar deur drie bestaande pare gene byeen te bring, het dit inderwaarheid baie vinniger gebeur," sê Dr Roman Kellenberger, 'n nadoktorale genoot in die Cambridge Universiteit se Departement Plantwetenskap en ook hoofouteur van die studie.

Om by hierdie resultate uit te kom, het die navorsers dieselfde soort magrietjieplante gebruik en met mekaar vergelyk om te bepaal watter gene aangeskakel is in blomblare met, en blomblare sonder kammavlieë. Hulle het dit ook vergelyk met blomblare van 'n ander soort magrietjie wat 'n eenvoudige kolletjiepatroon vertoon, om uit te werk watter gene spesifiek hierdie magrietjie se kolle so bedrieglik maak.

Dit is die enigste voorbeeld van 'n blom wat veelvuldige kammavlieë bo-op sy blare produseer. Ander lede van die magrietjiefamilie maak baie eenvoudiger kolletjies – byvoorbeeld kolletjies in 'n kring rondom al die blare − wat blyk nie baie oortuigend vir regte vlieë te wees nie. Deur die verskillende magrietjies in die stamboom met mekaar te vergelyk, was die navorsers ook in staat om uit te werk in watter volgorde die kammavlieg tot stand kom: eers die kleur, dan lukrake verspreiding, en laastens tekstuur.

“Dit is byna soos om 'n hele nuwe orgaan in 'n baie kort tydperk te ontwikkel. Manlike vlieë vertoef nie lank op blomme met eenvoudige kolletjies nie, maar hulle is so oortuig deur hierdie kammavlieë dat hulle ekstra tyd spandeer om te probeer paar en selfs méér stuifmeel op die blom afvryf, wat dan help om dit te bestuif," sê Kellenberger.

Hierdie navorsing is befonds deur die Switserse Nasionele Wetenskapstigting, die Verenigde Koningkryk se Natural Environment Research Council en die Biotechnology and Biological Sciences Research Council.

Verwysing

Kellenberger, R. et al: 'Multiple gene co-options underlie the rapid evolution of sexually deceptive flowers in Gorteria diffusa.' Current Biology, March 2023. https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.03.003

Foto's: Allan Ellis

Kontakbesonderhede

Prof. Allan Ellis, Department of Botany and Zoology, Stellenbosch University agellis@sun.ac.za

Professor Beverley Glover, Departement Plantwetenskappe, Cambridge Universiteit bjg26@cam.ac.uk

• Die mediaverklaring is uitgereik deur Cambridge Universiteit en aangepas deur Stellenbosch Universiteit vir verspreiding.