Защо Плодовете променят цвета и аромата, тъй като те се улавят

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-16 10:17

Има два начина да отговорите на този въпрос - първо, да разгледате какво се случва вътрешно, докато плодът узрява, и второ да разгледате защо тези растения са се развили, за да направят това изобщо, особено като се има предвид това привидно масивно разхищение на енергията и ресурсите на растението, за да произвеждат плодове от всякакъв цвят около семената му.

Въпреки че има много различни видове плодове, като цяло се говори, много плодове започват да получават някаква сянка на зелено благодарение на изобилието от хлорофил, който с помощта на слънцето и хранителните вещества от почвата се използва за производството на голяма част от съдържанието на плодовете, на този етап главно нишесте. В определена точка на развитието на плодовете, обикновено когато семето е почти напълно узряло, процесът на узряване започва, при много плодове, задействани от естествено произведен въглеводороден газ етилен.

Точно как етиленът улеснява узряването, все още е текуща област на изследванията, но, накратко, рецепторите в завода свързват свързването с етилена. Това води до изключване на някои гени и до включване на други, което води до създаването на различни ензими, които улесняват процеса на узряване, като амилазите, които превръщат нишестето в прости захари, и пектиназите, които разграждат клетъчните стени на плода, омекотявайки го, за да направи вътрешността по-достъпна.

Докато примамващите вътрешности се подслаждат и улесняват достъпа, хлорофилът се разгражда чрез хидролитични ензими, като в крайна сметка се премахва зеленият цвят. Тъй като това се случва, някои пигменти се синтезират, докато други, които са били там през цялото време, но са маскирани от хлорофила, се разкриват. Двете основни виновници, които произвеждат цветовете тук, са каротеноидите, които обикновено са отговорни за оранжевите и жълти цветове в плодовете и антоцианините, които обикновено са отговорни за лилавите, червените и синьото. (Между другото, подобен процес е това, което се случва през есента с дървесни листа, вижте: Защо листа променя цвета през есента.)

Сега защо някои растения са се развили, за да произведат цветни, вкусни плодове. Освен в научната фантастика, растенията са сравнително неподвижни, така че тези, които са оцелели през хилядолетия, са развили няколко гениални метода за разпространение на техните семена. Някои от тях имат плаващи семена, които плават по вятъра или водата, други се носят и погребават от работници гризачи и бозайници, докато други се придържат към козината и перата на преминаващата фауна и се движат. Но може би най-разпространеният и със сигурност най-скъпоценен начин семена се разпространяват, когато те се консумират и по-късно изгарят от животните. Освен потенциалното разпространение на семена отвъд и широко, това има и страничната полза от осигуряването на семената като добър стартер на храненето.

За да се улесни този вид разпръскване, плодовете са се развили, за да станат по-вкусни, когато семената им са готови и да се променят за по-забележим цвят като потенциално привлекателен сигнал за животните, че е време за ядене.

Животните, които ядат плодове, са плодоносни, включително бозайници, птици, влечуги, земноводни и риби. Сред тях се оказва, че птиците и бозайниците играят най-голяма роля при разпръскването на семената, а всъщност повече от 35% от всички сухоземни птици и 20% от неморски бозайници са най-малкото донякъде плодовити. Въпреки това, другите играят важна роля и рибата е особено важна за разпространението на тропическите семена, докато костенурките и гущерите са неразделна част от разпространението на семена в островните и сухите екосистеми. [1]

Още през 19 век Чарлс Дарвин в Относно произхода на видовете (1859) забелязва, че орехите (или по-специално птиците) по-често ядат ярко оцветени, за разлика от тъпите плодове. Последващите проучвания разграничават, че за европейските птици плодовете, които са яли, са най-често червени, докато за тези в Новия свят и нео- и субтропиките най-популярни са черни плодове.

Интересното е, че в районите, в които птиците за плодово хранене са по-рядко срещани, многоцветните плодове се размножават и последващите проучвания показват, че птиците са по-склонни да отстраняват плодове с повече от един цвят, отколкото едноцветните плодове. По същия начин, в поне едно изследване, учените открили, че узрелите плодове с много и по-ярки цветове са по-често срещани в слабините (да се виждат в слаба светлина), докато по-слаби цветове се откриват нагоре (където е по-лесно за плод да бъде забелязано). [2]

Оттенъкът, яркостта и местоположението на разнообразието от различни зрели плодови цветове доведе много хора до заключението, че цветът служи за три цели: (1) привлича вниманието към плодовете; (2) разкрива (или камуфлажи) мястото на плодовете в зависимост от етапа на зреене (често се крие, когато не е узряло и разкрива, когато семената отвътре са готови за разпръскване); и (3) сигнализира, когато плодът е узрял и по този начин оптимално вкусен за целевия си потребител.

Разбира се, може да има и други причини, поради които плодовете имат различни цветове и една теория твърди, че сините, кафявите и черни плодове може да еволюират своите тъмни цветове, тъй като това "поглъща повече радиация.,, като по този начин повишават температурите на плодовете и увеличават скоростите на метаболизма и развитието. "[3]

Независимо от това, разпръскването на семената изглежда основна цел на оцветяването на плодовете, както и производството на вкусната, сочна пулпа, така търсена от разпръсквачите. Всъщност е отбелязано, че "енергията, разпределена за производството на целулоза., представлява цена за растението, която вероятно няма друга цел, различна от привличане на разпръсквачи на семена и защита на семената. "[4]

В допълнение към транспортирането на изядените семена, се смята, че поглъщането на дисперса също подпомага кълняването на семена. В червата на разпръсквача пулпата, която, ако не се отстрани, може да предотврати поникването, се отстранява, както често е цялото или част от твърдото външно покритие на семената, чието отстраняване често ускорява кълняемостта. Друго предимство на поглъщането е, че както споменахме по-рано, когато семената накрая напускат дисперсията на отдалечено място, те са заобиколени от богат източник на потенциален тор (известен на вас и на мен като фекална материя). [5]

Бонус Факт:

Въпреки механизмите, свързани с узряването, които са сравнително скорошно откритие, хората действително използват етилен за контролиране на процеса на узряване, тъй като преди да сме знаели за хормона. Първият известен пример за това е в древен Египет, където те биха срязали смокини и ги поставят с други плодове и зеленчуци, за да ускорят процеса на узряване, като раната стимулира производството на относително големи количества етилен. Днес етиленът е популярно използван от дистрибуторите на банани за частично узряване на плодовете преди окончателното им разпределение в магазините. Бананите се събират, когато са доста зелени и твърди. Те се транспортират по този начин, за да могат да се движат по-дълго време, както и да намалят шансовете за набиване по време на транспортиране. След като се намират в местните складове за съхранение, те често се излагат на етилен в затворена камера за 24-48 часа, за да ускорят драстично процеса на узряване, което ги прави готови за рафтовете на магазините.