كيف تتكاثر النباتات ذات الفاكهة الخالية من البذور؟
يعد غمر أسنانك في بطيخ ناضج وناضج من أعظم ملذات الصيف ، خاصةً عندما لا تضطر إلى بصق أي بذور. في الواقع ، قام البشر بتكييف العديد من الفاكهة لتكون خالية من البذور سعياً وراء تجربة أكل أكثر متعة.
لكن بدون البذور ، كيف تتكاثر هذه النباتات؟
عادة ما يكون الإخصاب في نباتات الفاكهة عملية من جزأين: حبوب اللقاح من نبات ذكر تخصب بويضة نبات أنثى ؛ ثم تصبح هذه البويضة بذرة ، بينما يصبح المبيض ثمرة. ومع ذلك ، فإن بعض النباتات لها هياكل تناسلية ذكورية وأنثوية ، مما يسمح بالتخصيب الذاتي. بدون إخصاب ، لا تنمو البذور أو الفاكهة.
ومع ذلك ، في حالات نادرة ، من الممكن أن تنمو الفاكهة دون إخصاب ، ويحدث ذلك من خلال مجموعة من الطرق المختلفة المعروفة مجتمعة باسم parthenocarpy ، بعد الكلمات اليونانية التي تعني “فاكهة عذراء”. تشارلز جاسرقال أستاذ متقاعد في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، الذي أمضى حياته المهنية في دراسة التطور الجزيئي لبويضات النبات ، لـ Live Science أنه في حين تم تسخير parthenocarpy منذ ذلك الحين على نطاق واسع في الزراعة الحديثة ، فقد بدأ كظاهرة طبيعية.
فبرتقالة السرة ، على سبيل المثال ، نشأت بعد أن أنتجت طفرة جينية عشوائية فرعًا واحدًا بفاكهة خالية من البذور منذ زمن بعيد. (يشير الكثير إلى شجرة في دير برازيلي في القرن التاسع عشر.) قام الناس بتطعيم عقل الفرع على أشجار أخرى ، واليوم ، كل برتقال السرة في العالم مستنسخ من هذا الأصلي. نظرًا لأن هذه الحيوانات المستنسخة ليست جيدة في التلقيح الذاتي ، فإن بستان من النباتات المتماثلة ينتج معظم ثماره من خلال parthenocarpy. أدى اكتشاف مماثل إلى العنب الخالي من البذور، والتي يعتقد أنها ظهرت لأول مرة في روما القديمة من قبل يشقون طريقهم إلى الأمريكتين عبر إيران وتركيا في سبعينيات القرن التاسع عشر.
متعلق ب: لماذا توت الموز بينما الفراولة ليست كذلك؟
بالنسبة للبطيخ والموز ، فهي عملية أكثر تعقيدًا. غالبًا ما تحتوي النباتات على أكثر من نسختين من كل كروموسوم – وهي حالة تُعرف باسم تعدد الصبغيات – وتنمو الثمار الخالية من البذور عندما تنتج التهجينات نسلًا يحتوي على كروموسومات غير متوافقة. على سبيل المثال ، ينتج المزارعون التجاريون بطيخًا بدون بذور عن طريق عبور نبات بطيخ بأربع نسخ من الكروموسومات مع نبات بطيخ يحتوي على نسختين من الكروموسومات. النسل الناتج الذي ينتهي بعدد فردي من الكروموسومات يكون بدون بذور ، بينما يستخدم النسل ذو الأرقام الزوجية لصنع المزيد من البذور. وبالمثل ، كل الإعلانات التجارية موز اليوم لديها ثلاث نسخ من الكروموسومات ، لذلك لا يمكن نشرها إلا عن طريق اللاجنسي.
في بعض الحالات ، تعلم علماء النبات كيفية تحفيز تعدد الصبغيات أو التوالد العذري عن طريق تطبيق الهرمونات. أناناس ثنائية الصبغيات ، لكنها يمكن أن تنتج الفاكهة دون إخصاب عند معالجتها بهرمون حمض الجبريليك.
قال جاسر إن العلماء لديهم بعض الفرضيات حول سبب تطوير النباتات لهذه القدرات. أولاً ، يمكن للنباتات التهجين بسهولة أكبر من أي شيء مثل الفقاريات ، ويفتح التهجين إمكانات تطورية جديدة. حتى إذا لم تنجح بعض المجموعات ، فقد وثق الباحثون أمثلة على “قوة هجينة، “حيث يكون الهجين أكثر ملاءمة من أي من والديه. ينتج عن تعدد الصبغيات أيضًا بذور أكبر لاحتواء كل تلك الكروموسومات الإضافية ، والتي من المحتمل أن تمر عبر البيئة الحمضية لمعدة الحيوان.
أخيرًا ، نظرًا لأن الغرض من الفاكهة هو جذب الحيوانات بالقرب من تفريق بذورها ، فقد يسمح بارثينوكاربي في النهاية للأشجار بإنتاج المزيد من الفاكهة بتكلفة أقل للطاقة إذا لم تكن بحاجة إلى صنع البذور أيضًا. قال جاسر: “يمكن للمرء أن يتخيل ظهور النبتة العذبة لأنها تستمر في جذب النواقل التي تحرك البذور ، حتى لو لم تكن جميع الثمار تحتوي على بذور”.
بغض النظر عن سبب وجود الفاكهة الخالية من البذور ، فإنها تمثل تجربة فكرية مثيرة للاهتمام ، وفقًا لـ ستايسي سميث، عالم الأحياء التطوري للنبات في جامعة كولورادو بولدر. من ناحية ، فإن العديد منها هو طريق مسدود تطوري ، غير قادر على الاستمرار من تلقاء نفسه دون تدخل بشري. لكنهم أيضًا ناجحون جدًا لنفس السبب. هناك عدد قليل جدًا من برتقال السرة البري ، إن وجد ، ومع ذلك يُقدر أن كاليفورنيا ستنتجه 76 مليون كرتون منهم هذا العام وحده.
قال سميث لـ Live Science: “رأيي الشخصي هو أن جميع النباتات المستأنسة قد فازت بمعنى ما ، لأنهم ليسوا مضطرين لكسب المزيد من أنفسهم. نحن نفعل ذلك من أجلهم”. “فقط لأنهم لا يتكاثرون عن طريق الاتصال الجنسي ويصنعون البذور ، فمن يهتم؟ لن نتوقف أبدًا عن تناول البطيخ ، والقدرة على صنع بذور خالية من البذور تعني أننا نأكل المزيد من البطيخ.”
