Το χρώμα των ανθέων

Abstract

In the thesis entitled “The colour of the flowers”, the sculpture of the petals, the pigments and the visual aspects of flowers from twelve plant species of the flora of the Mediterranean ecosystem was investigated. The plant material used in this research consists of petals, from flowers of twelve plant species in total. Nine of those, Anagallis arvensis, Asphodelus ramosus, Capparis spinosa, Cistus creticus, Cistus salviifolius, Erodium malacoides, Eruca sativa, Papaver rhoeas and Sinapis arvensis are indigenous to the Mediterranean ecosystem. Particularly, in the case of the plant species Nerium oleander (which grows in the Mediterranean basin and in the Middle East) flowers of various colours were studied (red, white, pink). The plant species Chaenomeles japonica originates in East Asia, but it is cultivated and it grows in Greece. The plant species Oxalis pes-caprae, which was imported approximately one hundred years ago as an ornamental plant for horticulture, is established in the wild and in fields, and is found in most areas of Greece. The coloring of the petals seems to be due to the presence of pigments in the floral tissues and the interaction of morphological characteristics from the surface and the interior of the tissues with light (reflection, absorption, transmittance, scattering of light). The epidermis (upper and lower) of most of the floral tissues studied is comprised of papillate cells with a surface relief. It was found that the colouring of the flowers depends on the pigments. Additionally, the micro-relief of the surfaces can affect to the final optical result. The shape of the epidermal cells can change (affect) the optical properties of the tissues. Papillate cells can cause refraction of light and focus it on specific points. Cells with sharp endings are able to reduce the amount of radiation reflected by the surfaces and increase the absorption of the dispersive radiation. The shape of the epidermal cells of petals affects the “colour” and the brilliance of the flowers. As far as the extracellular surface micro-relief of the epicuticular layer that was found on the surface of the petals, it was revealed to be capable of interacting with the incident light and controlling the hydration of the exposed tissues. A smooth surface causes reflection of the incident light at the same angle, from the surface, while a rough surface diffuses the reflected radiation at various angles. The most obvious conclusion of current research is that the shape of the epidermal cells is the most significant factor for the successful pollination of plants, since it is related to optical, tactile and mechanical phenomena. The particular morphology of epidermal cells of petals, the important role of the epicuticular layer, in combination with the complex process of internal reflection of light at different angles from cells to their neighbouring cells, or to the intercellular spaces, and the interaction of light with the pigments it meets on its course, depicts the concept of floral colour as a multi-factorial system. The smooth surface of the petals makes them appear glossy and shiny. The petals of most flowers have a velvety texture and this is due to the morphology of the papillate epidermal cells of the petals. The observation of the surfaces of the flower petals was accomplished with a stereoscope, with an optical microscope on sections of fresh petals, with a scanning electron microscope after a process of mounting, dehydration, critical point drying and sputter-coating with gold, and with an atomic force microscope. With the atomic force microscope, with specialised software, three-dimensional and two-dimensional pictures of the surface relief of the petals are taken, and detailed information about the mapping of elements of the relief is provided. With the AFM software the section of the surface scanned along any line is viewed and analysed. In every section, with two cursors which are moved by the user the distance between the cursors horizontally (Horizontal distance: H) and vertically (Vertical distance: V) was measured, as well as the distance covered by the tip for it to be moved from the point where the first cursor is to the point the second one is, following the surface of the sample (Surface distance: Sd). Also, the angle formed by the imagined line that connects the two cursors with the horizontal plane is calculated. After the scanning of the petal surfaces with the AFM, measurements were carried out that provide information about the roughness of the surfaces and the density of their structures. The measurement of the Ra factor (mean roughness) is done immediately by the AFM software and provides information and the roughness of the surface. Sr ratio (Surface area ratio) is calculated indirectly from the total surface that the tip of the microscope has covered during the scanning of the sample, towards its projection on the horizontal plane. The Sr parameter provides information about the density of the structures encountered on the scanned surface. Transverse sections of petals were observed using a light microscope; from the images of the sections created the thicknesses of the petals, the epidermis and parenchyma were measured and the wide intercellular spaces in the interior of the petals were observed. From the observation of the transverse sections the existence of floral pigments, mostly in the epidermal cells of the petals, was found. The morphology of the epidermal cells of petals is particularly important for the course of light in specific locations as well as for the final colourful result. The adaxial and abaxial petal surface were observed under a scanning electron microscope, revealing the microrelief of the epicuticular layer on the external of the epidermal cells. The relief varies on the surface of various petals. The three dimensional morphology of this external epicuticular layer was observed and in certain samples (e.g. Eruca sativa, Asphodelus ramosus, Sinapis arvensis) its periodic folding was revealed. In petals from flowers of other plant species such as Anagallis arvensis and Capparis spinosa the relief appears amorphous. Stomata were observed on the abaxial surface of the petals the plant species Asphodelus ramosus, Capparis spinosa, Papaver rhoeas, Sinapis arvensis, Nerium oleander and Eruca sativa. The extracellular relief is created during the growth of the developing cell. The epidermal cells of petals pre-exist in the immature flower, expand and complete their development in a very short time period of flowering with the contribution of turgidity. Possibly, on the relief the process of development of the tissue and in particular the cell wall is “imprinted”. According to other studies, the material deposited on the external surface of the cells during the first stages of creation of the epicuticular layer is found in fluid form. The study of the pigments of flowers was carried out on a variety of extracts (dry material from petal tissues and various solvents such as aqueous solution of methanol 80 % and hydrochloric acid 1 %, aqueous solution of acetone 80% and aqueous solution of ethanol). The absorption spectra of the extracts were obtained from a Perkin Elmer Lambda 950 UV/VIS spectrophotometer and it was concluded that the pigments in flowers belong to different categories of pigments. The absorption of the extracts presents peaks in the ultraviolet, as well as the visible light regions of the light spectrum. Particularly, for the isolation and analysis of anthocyanins a solid phase extraction technique was used. A C-18 LiChrolut column was used, as well as a series of special solvents, for the isolation of clean anthocyanins. The results of LC-MS (Liquid chromatography-mass spectrometry) chromatography lend credence to the results of the spectra of the extracts that indicate the existence a mixture of pigments in each flower. Furthermore, the transmittance and reflectance of fresh flower petals were measured, using radiation from 250 nm to 2500 nm. From the reflectance and transmittance spectra the absorption spectra for the fresh flower petal tissues can be obtained. A comparison of the absorption spectra of petals from extracts of dry material with those of fresh tissues (petals) was done, and a correspondence of peaks was found as far as the pigments were concerned, but a differentiation was observed in the total image of the spectra. The results, of this research on a microscopic and spectroscopic level, are combined with the photography of fresh flowers with the use of multispectral camera. The system use consists of an 8-bit CCD detector, with sensitivity from 360 nm to 1200nm and an array of 15 interference filters (Omega Optical). In the present research results of areas that appear particularly interesting from a spectroscopic point of view are presented. In the images that resulted, the different optic/visual messages of the flowers (or their floral demonstration) at various wave lengths can be seen, as can the process of creation of optic/visual signals –invisible to humans– for the attraction of pollinators (mainly insects). This topic is of particular concern to the international scientific community. The importance of the epicuticular layer to the final visual result was also proven with its removal (with the use of chloroform). Microscopic observations followed, as well as spectroscopic measurements and photography such as those previously mentioned on floral material, after the effect of chloroform. From certain results it appears that the microrelief also “exists” under the epicuticular layer and contributes to the final visual result, of the colourful demonstration from the surface of the petals. From the study of oleander (Nerium oleander L.) three flower colours (red, white and pink) were used. The petals consist of a single-layer upper and lower epidermis and a loosely arranged parenchyma between them. The upper epidermis of the petals has conical-papillate cells, while the lower has lentil-like cells. Furthermore, the lower epidermis has stomata. On epidermal cells enclosures of anthocyanins were located in the vacuoles. The papillate adaxial epidermal cells, as well as the loosely arranged parenchyma of the mesophyl lead to a use of the incident light. The main pigments of the oleander petals seem to be some derivatives of delphinidin, as spectroscopic measurements show. The flowers of N. oleander with different colors (according to human perception) in multispectral photography under UV light seem similar, dark. It appears that the absorption of UV radiation is due to some other factor. In the present research it was proven that the shape of the epidermal cells as well as the relief that is present on their surface are able to interact with light and affect the final “optical” effect. The petals of the flowers studied in this research have a small thickness and in most of them, the biggest part of the tissue (> 50 %) is occupied by the two epidermises. The pigments are found the epidermal cells and in surface layers of the tissue. Furthermore, in most petals between the two epidermises exists a loosely arranged parenchyma, with sparsely placed cells and wide intercellular spaces. Therefore, the course of light in the interior of the petals is also affected by the intercellular spaces. It is noted that the color concerns an anthropocentric and subjective concept, since it refers to the result of the interaction of the light reflected by objects with human perception. The insects which are the main pollinators of flowers, have vision organs sensitive to wavelengths of the incident radiation different to those which are perceived by the human eye. Consequently, the pollinators receive a different image from the flowers in relation to what humans see, and in the corolla of the flowers exist pigments which correspond to the visual abilities of the insects. Also, the scientific community is interested in topics relating to co-evolution of flowers and insects. From the present research, innovative and important information was obtained, about the micro-relief of petals from indigenous or common plants of the flora of the Mediterranean ecosystem. It appears that the petals of flowers with a short life span, mostly, have developed miscostructures on their surfaces with ecophysiological importance (e.g. the largest exposed surface of petals was found on the smallest flowers), since they are related to visual properties and hydrophobic surfaces. For the first time the surface of the petals of flowers of twelve plant species was mapped using an atomic force microscope. Among the future goals of this research is the development of an integrated system of study of the color of flowers without the destructive use of plant tissues, with a combination of techniques used in this study.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνήθηκε το χρώμα ανθέων από δώδεκα φυτικά είδη της χλωρίδας του Μεσογειακού οικοσυστήματος. Το φυτικό υλικό που χρησιμοποιήθηκε στη διδακτορική διατριβή αποτελείται από πέταλα, από άνθη δώδεκα φυτικά είδη, συνολικά. Τα εννέα εξ αυτών (με αλφαβητική σειρά), δηλαδή Anagallis arvensis, Asphodelus ramosus, Capparis spinosa, Cistus creticus, Cistus salviifolius, Erodium malacoides, Eruca sativa, Papaver rhoeas και Sinapis arvensis είναι αυτοφυή Μεσογειακά. Ειδικά, στην περίπτωση του φυτικού είδους Nerium oleander (που φύεται στη Μεσογειακή λεκάνη και τη Μέση Ανατολή) μελετήθηκαν άνθη τριών χρωμάτων (κόκκινα, λευκά και ροδόχροα). Το φυτικό είδος Chaenomeles japonica προέρχεται από την Ανατολική Ασία, αλλά καλλιεργείται και αναπτύσσεται στην Ελλάδα, κυρίως επειδή ανθίζει τον χειμώνα. Το φυτικό είδος Oxalis pes-caprae που έχει εισαχθεί πριν από εκατό περίπου χρόνια σαν καλλωπιστικό φυτό για κήπους, έχει εγκατασταθεί στην ύπαιθρο και τα χωράφια, συναντάται στις περισσότερες περιοχές της Ελλάδας και θεωρείται εισβολέας. Το έγχρωμο των πετάλων των ανθέων φαίνεται πως οφείλεται στην παρουσία χρωστικών ουσιών σε ανθικούς ιστούς και υπάρχουν ενδείξεις ότι πιθανά και η αλληλεπίδραση μορφολογικών χαρακτηριστικών, από την επιφάνεια και το εσωτερικό των ιστών με το φως (ανάκλαση, απορρόφηση, διέλευση, σκέδαση του φωτός) να επηρεάζει το τελικό χρωματικό αποτέλεσμα. Οι χρωστικές είναι λιποδιαλυτές και υδατοδιαλυτές (πλαστοχρωμικά καροτενοειδή και χυμοχρωμικά φλαβονοειδή). Η επιδερμίδα (άνω και κάτω) των περισσότερων πετάλων που μελετήθηκαν, αποτελείται από κύτταρα θηλοειδούς μορφής με επιφανειακό ανάγλυφο. Η μορφή των επιδερμικών κυττάρων μπορεί να μεταβάλλει (επηρεάζει) τις οπτικές ιδιότητες των ιστών. Κύτταρα θηλοειδούς μορφής μπορεί να επιφέρουν διάθλαση του φωτός και την εστίασή του σε συγκεκριμένα σημεία. Κύτταρα με αιχμηρές απολήξεις είναι δυνατόν να μειώνουν την ανακλώμενη από τις επιφάνειες ακτινοβολία και να αυξάνουν την απορρόφηση της διαχεόμενης ακτινοβολίας. Όσον αφορά το εξωκυτταρικό επιφανειακό μικροανάγλυφο εφυμενιδιακής φύσης που βρέθηκε στην επιφάνεια των πετάλων, αποκαλύφτηκε πως μπορεί να αλληλεπιδρά με το προσπίπτον φως και να ελέγχει την υδατική κατάσταση (και συμπεριφορά) των εκτεθειμένων ιστών. Έτσι, μια λεία, έγχρωμη επιφάνεια προκαλεί ανάκλαση του προσπίπτοντος φωτός υπό την ίδια γωνία, από την επιφάνεια, ενώ μια αδρή επιφάνεια διαχέει την ανακλώμενη ακτινοβολία υπό διάφορες γωνίες. Το πιο προφανές συμπέρασμα σύγχρονων ερευνών είναι πως η μορφή των επιδερμικών κυττάρων είναι ο σημαντικότερος παράγοντας για την επιτυχή επικονίαση των φυτών, μιας που σχετίζεται με οπτικά, απτικά και μηχανικά φαινόμενα. Η ιδιαίτερη μορφολογία των επιδερμικών κυττάρων πετάλων, ο σημαντικός ρόλος της στιβάδας εφυμενιδιακής φύσης (epicuticular layer), σε συνδυασμό με την πολύπλοκη διαδικασία της εσωτερικής ανάκλασης του φωτός υπό διάφορες γωνίες από τα κύτταρα στα διπλανά τους, ή στους μεσοκυττάριους χώρους, και η αλληλεπίδραση του φωτός με τις χρωστικές που συναντά στην πορεία του, απεικονίζει την έννοια του ανθικού χρώματος ως ένα πολυπαραγοντικό σύστημα. Η λεία επιφάνεια των επιφανειών των πετάλων τα κάνει να φαίνονται στιλπνά και γυαλιστερά. Τα πέταλα των περισσότερων ανθέων έχουν βελούδινη υφή και αυτό οφείλεται στη μορφολογία των θηλοειδών επιδερμικών κυττάρων των πετάλων Η παρατήρηση των επιφανειών από τα πέταλα των ανθέων έγινε με στερεοσκόπιο, με οπτικό μικροσκόπιο σε τομές από νωπά πέταλα, με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, μετά από διαδικασία στερέωσης, αφυδάτωσης, ξήρανσης κρίσιμου σημείου (critical point drying) και κάλυψης με χρυσό (sputter coating) και με μικροσκόπιο ατομικής διακριτικότητας (Atomic Force Microscope–AFM). Από το μικροσκόπιο ατομικής διακριτικότητας λαμβάνονται, με ειδικό λογισμικό, τρισδιάστατες και δισδιάστατες εικόνες του ανάγλυφου της επιφάνειας των πετάλων και παρέχονται λεπτομερείς πληροφορίες για τη χαρτογράφηση των στοιχείων του ανάγλυφου. Με το λογισμικό του AFM απεικονίζεται η τομή της επιφάνειας που σαρώνεται σε οποιαδήποτε ευθεία και αναλύεται η τομή. Σε κάθε τομή, με δυο δρομείς που μετακινούνται από το χρήστη μετρήθηκε η απόσταση που απέχουν οι δρομείς οριζοντίως (Horizontal distance: H), κατακορύφως (Vertical distance: V), η απόσταση που διανύθηκε από την ακίδα για να μεταφερθεί από το σημείο που βρίσκεται ο πρώτος δρομέας στο σημείο που βρίσκεται ο δεύτερος ακολουθώντας την επιφάνεια του δείγματος (Surface distance: Sd). Επίσης, υπολογίζεται η γωνία (angle) που σχηματίζει η νοητή ευθεία που ενώνει τους δρομείς με το οριζόντιο επίπεδο. Μετά τη σάρωση επιφανειών πετάλων με το AFM έγιναν μετρήσεις οι οποίες παρέχουν πληροφορίες για την αδρότητα των επιφανειών και για την πυκνότητα των δομών τους. Η μέτρηση του παράγοντα Ra (mean Roughness) πραγματοποιείται άμεσα από το λογισμικό του AFM και παρέχει πληροφορίες για την τραχύτητα της επιφάνειας. O λόγος Sr (Surface area ratio) υπολογίζεται έμμεσα από την επιφάνεια που έχει συνολικά διαγράψει η ακίδα του μικροσκοπίου κατά τη σάρωση του δείγματος, ως προς την προβολή της στο οριζόντιο επίπεδο. Η μετρήσιμη παράμετρος Sr παρέχει πληροφορία για την πυκνότητα των δομών που συναντώνται στην επιφάνεια που σαρώνεται από το AFM. Πραγματοποιήθηκαν εγκάρσιες τομές πετάλων με μικροτόμο και παρατήρηση σε οπτικό μικροσκόπιο. Για την τομή του υλικού προηγήθηκε στερέωση με γλουταρική αλδεΰδη και τετροξείδιο του οσμίου, αφυδάτωση με σειρά διαλυμάτων ακετόνης και εγκλεισμός σε ρητίνη μίγματος SPURR. Από τις εικόνες των τομών που δημιουργήθηκαν μετρήθηκαν τα πάχη των πετάλων, των επιδερμίδων τους και του παρεγχύματος και παρατηρήθηκαν οι ευρείς μεσοκυττάριοι χώροι στο εσωτερικό των πετάλων. Από την παρατήρηση των εγκάρσιων τομών διαπιστώνεται η ύπαρξη των ανθικών χρωστικών στα επιδερμικά κύτταρα των πετάλων, κυρίως. Η μορφολογία των επιδερμικών κυττάρων πετάλων είναι ιδιαίτερα σημαντική για την πορεία του φωτός σε συγκεκριμένες θέσεις και για το τελικό χρωματικό αποτέλεσμα. Παρατηρήθηκαν οι επιφάνειες (άνω και κάτω) των πετάλων σε Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης (SEM), όπου αποκαλύπτεται το μικροανάγλυφο της εφυμενίδας, εξωτερικά των επιδερμικών κυττάρων. Το ανάγλυφο ποικίλλει στην επιφάνεια των διαφόρων πετάλων. Παρατηρήθηκε η τρισδιάστατη μορφολογία αυτής της εξωτερικής στιβάδας, εφυμενιδιακής φύσης, και σε ορισμένα δείγματα (π.χ. Eruca sativa, Asphodelus ramosus, Sinapis arvensis) διαπιστώθηκε η περιοδική αναδίπλωσή της (folding). Σε πέταλα από άνθη άλλων φυτικών ειδών όπως Anagallis arvensis και Capparis spinosa το ανάγλυφο φαίνεται άμορφο. Στόματα παρατηρήθηκαν στην κάτω επιδερμίδα των πετάλων των φυτικών ειδών Asphodelus ramosus, Capparis spinosa, Papaver rhoeas, Sinapis arvensis, Nerium oleander και Eruca sativa. Το εξωκυτταρικό ανάγλυφο δημιουργείται κατά την αύξηση του αναπτυσσόμενου κυττάρου. Tα επιδερμικά κύτταρα των πετάλων προϋπάρχουν στο ανώριμο άνθος, εκπτύσσονται και ολοκληρώνουν την ανάπτυξή τους σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα άνθισης, με τη συμβολή της σπαργής. Ενδεχομένως, στο ανάγλυφο «αποτυπώνεται» η διαδικασία ανάπτυξης του ιστού και ιδίως του κυτταρικού τοιχώματος. Σύμφωνα με άλλες μελέτες, το υλικό που αποτίθεται εξωτερικά των κυττάρων στα πρώτα στάδια δημιουργίας της εφυμενίδας βρίσκεται σε ρευστή μορφή. Η μελέτη των χρωστικών των ανθέων πραγματοποιήθηκε σε ποικίλα εκχυλίσματα (ξηρό υλικό από ιστούς πετάλων και διαφορετικοί διαλύτες όπως υδατικό διάλυμα μεθανόλης 80 % και υδροχλωρικού οξέος 1 %, υδατικό διάλυμα ακετόνης 80% και υδατικό διάλυμα αιθανόλης). Φάσματα των εκχυλισμάτων προέκυψαν από φασματοφωτόμετρο Perkin Elmer Lambda 950 UV/VIS. Από τα φάσματα των εκχυλισμάτων συμπεραίνεται ότι οι χρωστικές στα άνθη, ανήκουν σε διαφορετικές κατηγορίες χρωστικών. Οι απορροφήσεις των εκχυλισμάτων παρουσιάζουν κορυφές και στην περιοχή του υπεριώδους και στην περιοχή του ορατού τμήματος, του φάσματος του φωτός. Ειδικά, για την απομόνωση και ανάλυση ανθοκυανινών χρησιμοποιήθηκε και η τεχνική εκχύλισης στερεής φάσης (solid phase extraction). Χρησιμοποιήθηκε στήλη C-18 LiChrolut και σειρά ειδικών διαλυτών για την απομόνωση καθαρών ανθοκυανινών. Τα αποτελέσματα χρωματογραφίας LC-MS (Liquid chromatography-mass spectrometry) ενισχύουν τα αποτελέσματα των φασμάτων των εκχυλισμάτων για την ύπαρξη μίγματος χρωστικών σε κάθε άνθος. Επιπλέον, μετρήθηκε η διαπερατότητα και ανάκλαση νωπών πετάλων των ανθέων, με χρήση ακτινοβολίας από 250 nm έως 2500 nm. Από τα φάσματα ανάκλασης και διαπερατότητας προκύπτουν τα φάσματα απορρόφησης των νωπών ιστών των πετάλων. Έγινε σύγκριση των φασμάτων απορρόφησης πετάλων από εκχυλίσματα του ξηρού υλικού με εκείνα από τους νωπούς ιστούς (πέταλα) και διαπιστώθηκε αντιστοιχία κορυφών όσον αφορά τις χρωστικές, αλλά διαφοροποίηση στη συνολική εικόνα των φασμάτων. Τα αποτελέσματα της διδακτορικής διατριβής σε μικροσκοπικό και φασματοσκοπικό επίπεδο συνδυάζονται με τη φωτογράφηση νωπών ανθέων, με χρήση πολυφασματικής κάμερας. Το σύστημα που χρησιμοποιήθηκε αποτελείται από ένα 8-bit CCD ανιχνευτή, με ευαισθησία από 360 nm έως 1200 nm και από μια διάταξη 15 φίλτρων παρεμβολής (Omega Optical). Με τη χρήση των διαφορετικών φίλτρων, αποτυπώθηκαν εικόνες ανθέων ανά 50 nm, με ένα εύρος ± 25 nm, σύμφωνα με την ευαισθησία που παρέχει ο ανιχνευτής. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάστηκαν αποτελέσματα από περιοχές που είχαν ιδιαίτερο ενδιαφέρον από φασματοσκοπική άποψη. Στις απεικονίσεις που προέκυψαν διακρίνεται το διαφορετικό οπτικό μήνυμα των ανθέων (ή η ανθική τους επίδειξη) σε διάφορα μήκη κύματος και διαφαίνεται η διαδικασία δημιουργίας οπτικών σημάτων –αόρατων στον άνθρωπο– για την έλξη των επικονιαστών (εντόμων, κυρίως). Αυτό το θέμα απασχολεί ιδιαίτερα τη διεθνή επιστημονική κοινότητα. Η σημαντικότητα της στιβάδας εφυμενιδιακής φύσης στο τελικό οπτικό αποτέλεσμα αποδείχτηκε και με την δοκιμασία αφαίρεσής της (με χρήση χλωροφορμίου). Ακολούθησαν μικροσκοπικές παρατηρήσεις, φασματοσκοπικές μετρήσεις και φωτογραφήσεις αντίστοιχες με τις προαναφερθείσες σε ανθικό υλικό, μετά την επίδραση με χλωροφόρμιο. Από ορισμένα αποτελέσματα φαίνεται πως το μικροανάγλυφο «υπάρχει» και κάτω από την εφυμενίδα και συμμετέχει στο τελικό οπτικό αποτέλεσμα, της χρωματικής επίδειξης από την επιφάνεια των πετάλων. Από τη μελέτη της πικροδάφνης (Nerium oleander L.) χρησιμοποιήθηκαν άνθη τριών χρωμάτων (κόκκινα, λευκά και ροδόχροα). Τα πέταλα αποτελούνται από μονόστρωμη άνω και κάτω επιδερμίδα και χαλαρό παρέγχυμα με ευρείς μεσοκυττάριους χώρους μεταξύ αυτών. Η άνω επιδερμίδα των πετάλων φέρει κωνικά-θηλώδη κύτταρα, ενώ η κάτω φακοειδή. Επιπλέον, η κάτω επιδερμίδα έχει στόματα. Στα επιδερμικά κύτταρα εντοπίστηκαν έγκλειστα ανθοκυανινών στην περιοχή των χυμοτοπίων. Η θηλώδης άνω επιδερμίδα καθώς και το εκτεταμένο αερέγχυμα του μεσόφυλλου οδηγούν σε αξιοποίηση του προσπίπτοντος φωτός. Οι κύριες χρωστικές των πετάλων της πικροδάφνης φαίνεται να είναι κάποια παράγωγα της δελφινιδίνης, όπως προκύπτει από τις φασματοσκοπικές μετρήσεις. Τα άνθη Nerium oleander με διαφορετικά χρώματα (σύμφωνα με την ανθρώπινη αντίληψη) στην πολυφασματική φωτογράφηση στο UV φαίνονται όμοια, σκοτεινά. Φαίνεται πως η απορρόφηση της UV ακτινοβολίας οφείλεται σε κάποιον άλλο παράγοντα. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αποδείχθηκε πως η μορφή των επιδερμικών κυττάρων και του ανάγλυφου που παρουσιάζεται στην επιφάνειά τους είναι δυνατόν να αλληλεπιδράσουν με το φως και πιθανά να επηρεάσουν το τελικό «οπτικό» αποτέλεσμα. Τα πέταλα των ανθέων που μελετήθηκαν στη διδακτορική διατριβή έχουν μικρό πάχος και στα περισσότερα εξ αυτών, το μεγαλύτερο τμήμα του ιστού (> 50 %) καταλαμβάνεται από τις δυο επιδερμίδες. Οι χρωστικές απαντούν στα επιδερμικά κύτταρα και σε επιφανειακά στρώματα του ιστού. Επιπλέον, στα περισσότερα πέταλα μεταξύ των δυο επιδερμίδων υπάρχει χαλαρό παρέγχυμα, με αραιά τοποθετημένα κύτταρα και ευρείς μεσοκυττάριους χώρους. Κατά συνέπεια, η πορεία του φωτός στο εσωτερικό των πετάλων επηρεάζεται και από τους μεσοκυττάριους χώρους. Σημειώνεται πως το χρώμα έχει σχέση με μια ανθρωποκεντρική και υποκειμενική έννοια, εφ’ όσον αναφέρεται στο αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του ανακλώμενου από τα αντικείμενα φωτός με την ανθρώπινη αντίληψη. Τα έντομα που αποτελούν τους κυριότερους επικονιαστές των ανθέων, διαθέτουν όργανα όρασης, ευαίσθητα σε μήκη κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας διαφορετικά από εκείνα που γίνονται αντιληπτά από τους οφθαλμούς του ανθρώπου. Συνεπώς, οι επικονιαστές προσλαμβάνουν διαφορετική εικόνα από τα άνθη, σε σχέση με ό,τι βλέπει ο άνθρωπος, και στη στεφάνη των ανθέων υπάρχουν χρωστικές οι οποίες ανταποκρίνονται στις οπτικές ικανότητες των εντόμων. Επίσης, η επιστημονική κοινότητα ενδιαφέρεται για θέματα συνεξέλιξης ανθέων και εντόμων. Από την παρούσα διδακτορική διατριβή προέκυψαν για πρώτη φορά σημαντικά δεδομένα για το μικροανάγλυφο των πετάλων, από αυτοφυή ή κοινά φυτά της χλωρίδας του Μεσογειακού οικοσυστήματος. Φαίνεται πως τα πέταλα ανθέων με σύντομη διάρκεια ζωής (εφήμερα) κυρίως, έχουν αναπτύξει μικροδομές στις επιφάνειές τους με οικοφυσιολογική σημασία (π.χ. η μεγαλύτερη εκτεθειμένη επιφάνεια των πετάλων βρέθηκε στα μικρότερα άνθη), μιας που σχετίζονται με οπτικές ιδιότητες και υδρόφοβες επιφάνειες. Χαρτογραφήθηκε για πρώτη φορά με χρήση μικροσκοπίου ατομικής διακριτικότητας, η επιφάνεια των πετάλων των ανθέων των δώδεκα φυτικών ειδών. Μεταξύ των μελλοντικών στόχων της έρευνας, βρίσκεται η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος μελέτης του χρώματος των ανθέων χωρίς την καταστρεπτική χρήση φυτικών ιστών, με συνδυασμό τεχνικών που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη.