Zonnetjes en sterren

Februari was warm maar vooral ook nat, zoals we merkten tijdens onze week op Texel in de krokusvakantie. Aan dat tripje wijd ik binnenkort een paar blogjes. Maar nu even tijd voor wat vrolijke lentebodes. Vorige week waren er een paar zonnige, bijna windstille dagen en twee voorjaarsbloeiers schoten de grond uit: speenkruid (de sterren uit de titel) en klein hoefblad (de zonnetjes) fleurden massaal de bermen op. Klein hoefblad is een pionierplant, die je kunt vinden op pas omgespitte grond en op stortplaatsen waar gruis in de bodem zit. Op de puinhopen van verwoeste steden na de Tweede Wereldoorlog was dit de meest voorkomende plant! Een goed herkenningspunt is de geschubde steel. Het is ook één van de weinige planten waarvan eerst de bloemen ontluiken en dan pas de bladeren. Op onderstaande foto zie je dat de bladeren ook al opkomen, dat gaat zeer rap achter elkaar dit jaar.

Klein hoefblad

Speenkruid dankt zijn naam aan de speenvormige knolletjes. Door de voedselopslag in zo'n knol kan de plant in het voorjaar snel tot bloei komen. Klein hoefblad en speenkruid bloeiden pakweg 50 jaar geleden pas eind maart, en nu dus een week of drie eerder. 

Speenkruid

Sleedoorn

Ook de sleedoornstruiken waren in een witte waas van tere bloemetjes gehuld en dat is altijd weer een mooi gezicht. Veel planten die na de winter als eerste bloeien zijn wit of geel. Om hier meer over te weten komen, zocht ik wat informatie op in het boek 'Niet zonder elkaar - bloemen en insecten". Zo las ik dat van de inheemse planten maar liefst 58% wit of geel bloeit (dat is vergelijkbaar met andere Europese landen en ook andere continenten). 

Wit en geel zijn redelijk energiezuinig voor de plant om te produceren. Een witte kleur ontstaat door lucht in de blaadjes die zorgt voor 100% reflectie. Geen pigmenten aanmaken is dus een flinke besparing. Gele kleurstoffen zijn minder complex om aan te maken dan donkere kleuren zoals paars en blauw. Kleurstoffen voor deze kleuren (zoals anthocyaan) hebben een ingewikkelde chemische samenstelling en dat kost de plant veel energie.

Interessant is verder dat geel een belangrijke rol speelt bij de bestuiving van vroege bloeiers omdat zij afhankelijk zijn van hommels. Deze insecten kunnen al vroeg in het voorjaar vliegen dank zij twee aanpassingen: met hun vliegspieren kunnen zij zich warm trillen op koude dagen en hun dikke harige jas zorgt dat de warmte niet te snel hun lijfje verlaat. Hommels laten zich vooral verleiden door gele kleuren, want geel absorbeert sterker dan andere bloempigmenten het ultraviolette deel van het zonlicht. En dat kunnen hommels goed zien. 

Stuifmeelkorrels zijn vaak geel, ook als de rest van de bloem dit niet is. Doordat de gele kleur het ultraviolette licht absorbeert, beschermt deze kleurstof de spermacellen in het stuifmeel tegen de agressieve straling. En door reflectie van de warmtestraling voorkomen de gele kleurpigmenten dat het kwetsbare stuifmeel oververhit wordt. Reden waarom de plant tussen de 2-4% van het gewicht van elke stuifmeelkorrel aan gele kleurpigmenten besteedt. 

De volgende keer fiets ik iets minder gedachteloos langs al die mooie gele bloemen. Wat zijn het toch indrukwekkende mini-fabriekjes!

Leren van de natuur om giftige verfstoffen te vermijden

De herfst is bij uitstek het jaargetijde van de kleur. Waar we in het voorjaar blij zijn met het frisse groen en het geel, wit en roze van bloeiende bloemen is het najaar veel uitbundiger qua kleur. In het park zag ik hoe de Amerikaanse es en de smalbladige es van rozerood naar oranje en geel verkleurden. Hoe kleuren ontstaan fascineert mij enorm. Al tijdens mijn natuurgidsenopleiding (bijna twintig jaar geleden) ben ik in dat onderwerp gedoken en hield ik er een presentatie over. Ook onderzoekers blijven met het onderwerp bezig en ontdekken nog steeds nieuwe dingen. Daarover later meer. Kleuren ontstaan door lichtbreking en door pigmenten. 

Carotenoïden in de natuur

De voornaamste functie van pigmenten in planten is de fotosynthese, die groen pigment gebruikt, genaamd chlorofyl, samen met andere rode en gele pigmenten die planten helpen om zo veel mogelijk licht te vangen. Chlorofyl absorbeert geel en blauw licht terwijl het groen reflecteert. Omdat chlorofyl veel voorkomt in planten, hebben planten een groene kleur. Een andere functie van pigment in planten is het aantrekken van insecten tot bloemen om de bestuiving te bevorderen. Carotenoïden (zoals de oranje kleur van worteltjes) komen het meest voor in de natuur; meer dan 600 soorten. Eén daarvan is lycopeen, dat tomaten hun mooie rode kleur geeft. Luteïne behoort ook tot deze groep, het is een geel pigment dat in fruit en groente voorkomt, bijvoorbeeld in bananenschillen. Daarnaast zijn er nog 250 soorten anthocyanen. Ze hebben een paarsrode kleur, denk hierbij aan rode kool. Hoe sterk een kleur overkomt, hangt van de concentratie van de pigmenten af. Natuurlijke pigmenten werden vroeger gebruikt als verfstoffen. Dat was een bewerkelijk proces en niet altijd even kleurvast over langere tijd. Inmiddels worden de meeste verfstoffen chemisch samengesteld (en niet altijd even milieuvriendelijk).  

Chlorofyl of chartreuse?

De meest heldere kleuren in de natuur, zoals felblauw, worden niet door pigmenten gecreëerd, maar door lichtverstrooiing. Dat noemen we structurele kleuren, omdat ze ontstaan door lichtweerkaatsing op hele kleine onregelmatige structuren, bijvoorbeeld in veren of door stofdeeltjes in de lucht. Dat lukt het best bij kleuren met een korte golflengte zoals blauw en groen en minder of helemaal niet bij kleuren met een lange golflengte zoals rood, geel en oranje. Onderzoekers willen nu gaan bekijken of het mogelijk is de structurele kleuren te gaan gebruiken in de verfindustrie. Ze willen dus verf gaan maken zonder giftige (chemische) pigmenten maar met kleine structuren die zorgen voor kleuren door lichtbreking. Hiermee zouden zelfs metallickleuren gemaakt kunnen worden. Maar.... geen roodtinten dus. Misschien moeten ze daarvoor andere structuren creëren of een combinatie maken van structuren en pigmenten. De natuur als inspiratie voor technologie wordt biomimicry genoemd. Dit is er een mooi voorbeeld van. Ik ben benieuwd op welke termijn we dit soort verf op onze muren kunnen aanbrengen. Intussen genieten we van de kleuren die de natuur ons te bieden heeft. En daar heeft de mens dan weer allerlei mooie namen voor verzonnen. Ik heb de beelden van het filmpje van deze week gemonteerd op de tekst van muzieknummers over kleur, gemaakt door Monk Turner. Geel, goud en zilver zijn wel bekend. Fuchsia is een rozerode kleur, zo ver kwam ik met wat tuinkennis ook nog wel. Chartreuse zei me niks, dus ik moest dat opzoeken en kwam erachter dat dit een soort limoengroen is. En bistre is grijsbruin. Geniet van het filmpje en de kleuren door hier te klikken. 

Volgende week gaat mijn blog over één van onze kleurrijkste vogeltjes, dat eigenlijk weinig kleur heeft. Misschien kun je op basis van bovenstaande tekst al raden welk vogeltje ik bedoel? 

Kleur en Zwart Wit

Kleur heeft in de natuur een speciale functie: partners herkennen elkaar aan kleur en mannetjes laten met stralende kleuren zien dat zij fit genoeg zijn om voor prima nageslacht te zorgen. Sommige dieren gebruiken (schut)kleur om niet op te vallen of om zich anders voor te doen dan ze zijn: ze bootsen de kleuren en vormen na van gevaarlijke of giftige dieren in de hoop dat ze door roofdieren dan overgeslagen worden. Planten gebruiken kleur om bestuivers te lokken. De manier waarop mensen en dieren kleuren en vormen zien is echter niet hetzelfde. Van sommige dieren, bijvoorbeeld een aantal zoogdieren, wordt aangenomen dat ze alleen zwart/wit en grijstinten zien. Vogels kunnen kleuren goed onderscheiden (vooral het rood van de bessen die ze graag eten), maar zien vormen weer totaal anders dan wij. Hun hersenen werken op een andere manier. Philip Howse van de Southampton University heeft dit soort zaken zijn leven lang bestudeerd. Het lijkt erop dat vogels veel schematischer en fragmentarischer naar de wereld kijken dan mensen. Zij zien kenmerkende details maar hebben moeite met het totaalplaatje. Dat verklaart waarom vogels door eenvoudige details of kleurvlekken kunnen worden misleid. Wanneer we de kleine vos niet als totaalvlinder bekijken maar als losse fragmenten, dan kun je zien dat ze vogels in de war kunnen brengen met delen van hun lichaam: die lijken op andere dieren waar de vogel niet zo happig op is. Bekijk onderstaande foto maar eens.



In het kader van dit thema deze keer twee filmpjes: een met uitbundige kleuren, gefilmd in mijn tuin. En eentje in zwart wit, gefilmd bij de Kromme Aar in Alphen aan den Rijn. (Email-abonnees kunnen op de links klikken om de filmpjes te zien).