Cum se reproduc plantele cu fructe fara seminte?

In trecut, bananele erau aproape necomestibile din cauza semintelor lor, asa ca oamenii recoltau in schimb frunzele, coaja si tuberculii plantei.

A-ti scufunda dintii intr-un pepene suculent si copt este una dintre cele mai mari placeri ale verii, mai ales atunci cand nu trebuie sa scuipi niciun fel de seminte. Intr-adevar, oamenii au adaptat multe fructe pentru a fi fara seminte in cautarea unei experiente alimentare mai placute. 

Dar fara seminte, cum se reproduc astfel de plante?

Fertilizarea la plantele fructifere este de obicei un proces in doua parti: polenul de la o planta masculina fecundeaza ovulul unei plante femele; acest ovul devine apoi o samanta, in timp ce ovarul devine fruct. Cu toate acestea, unele plante au structuri reproductive atat masculine, cat si feminine, permitand autofertilizarea. Fara fertilizare, nu creste samanta sau fruct.

In cazuri rare, totusi, este posibil ca un fruct sa se dezvolte fara fertilizare si se intampla printr-o mana de metode diferite cunoscute colectiv sub numele de partenocarpie, dupa cuvintele grecesti pentru „fructul virgin”. Charles Gasser , profesor emerit la Universitatea din California, Davis, care si-a petrecut cariera studiind evolutia moleculara a ovulelor de plante, a declarat pentru Live Science ca, desi partenocarpia a fost de atunci valorificata pe scara larga in agricultura moderna, a inceput ca un fenomen natural. 

Portocala buricului, de exemplu, a aparut dupa ce o mutatie genetica aleatorie a produs o singura ramura cu fructe fara seminte cu mult timp in urma. (Multi indica un copac dintr-o manastire braziliana in anii 1800.) Oamenii au altoit butasi de ramura pe alti copaci, iar astazi, toate portocalele pentru buricul lumii sunt clone ale acestui original. Deoarece aceste clone nu sunt bune la autopolenizare, o livada de plante identice isi produce majoritatea fructelor prin partenocarpie. O descoperire similara a dus la struguri fara seminte , despre care se crede ca au aparut pentru prima data in Roma antica, inainte de a-si indrepta drumul catre Americi prin Iran si Turcia in anii 1870.

pepeni verzi in gramada.  Una este taiata in jumatate.

Pepenii verzi pot fi facuti fara seminte daca plantele de pepene verde cu diferite copii ale cromozomilor sunt incrucisate intre ele. Acest lucru duce uneori la descendenti fara seminte care au un numar impar de cromozomi. 

Pentru pepeni verzi si banane, este un proces si mai complex. Plantele au adesea mai mult de doua copii ale fiecarui cromozom – o afectiune cunoscuta sub numele de poliploidie – si fructele fara seminte cresc atunci cand incrucisarile dau urmasi cu cromozomi incompatibili. Cultivatorii comerciali, de exemplu, creeaza pepeni fara seminte prin incrucisarea unei plante de pepene verde cu patru copii de cromozomi cu o planta de pepene verde care are doua copii de cromozomi. Puii rezultati care ajung cu un numar impar de cromozomi sunt fara seminte, in timp ce descendentii cu numar par sunt folositi pentru a face mai multe seminte. In mod similar, toate bananele comerciale de astazi au trei copii de cromozomi, deci pot fi propagate doar asexuat.

In unele cazuri, botanistii au invatat cum sa declanseze poliploidia sau partenocarpia prin aplicarea de hormoni. Ananasele sunt diploide, dar pot produce fructe fara fertilizare atunci cand sunt tratate cu hormonul acid giberelic.

Gasser a spus ca oamenii de stiinta au cateva ipoteze de ce plantele ar fi putut evolua aceste abilitati. In primul rand, plantele se pot hibridiza mai usor decat ceva asemanator unei vertebrate, iar hibridizarea deblocheaza un nou potential evolutiv. Chiar daca unele combinatii nu au rezultate, cercetatorii au documentat exemple de „ vigoare hibrida ”, in care un hibrid este mai potrivit decat oricare dintre parintii sai. Poliploidia are ca rezultat, de asemenea, seminte mai mari pentru a tine toti acesti cromozomi suplimentari, care pot fi mai probabil sa treaca prin mediul acid al stomacului unui animal. 

In cele din urma, deoarece scopul fructelor este de a atrage animalele aproape pentru a-si dispersa semintele, partenocarpia poate permite in cele din urma copacilor sa produca mai multe fructe la un cost energetic mai mic daca nu au nevoie sa produca si seminte. „S-ar putea imagina partenocarpia care apare deoarece continua sa atraga vectorii care misca semintele, chiar daca toate fructele nu au seminte”, a spus Gasser. 

Indiferent de ce exista fructe fara seminte, ele reprezinta un experiment de gandire interesant, potrivit lui Stacey Smith , biolog evolutionist al plantelor la Universitatea din Colorado Boulder. Pe de o parte, multe sunt fundaturi evolutive, incapabile sa persiste singure fara interventia umana. Dar au si un succes extraordinar din acelasi motiv. Exista foarte putine, daca nu exista, portocale salbatice pentru buric si, totusi, se estimeaza ca California va produce 76 de milioane de cutii din ele numai in acest an.

„Partea mea personala este ca toate plantele domesticite au castigat intr-un anumit sens, pentru ca nu trebuie sa faca mai mult din ele. O facem pentru ele”, a spus Smith pentru Live Science. „Doar pentru ca nu se reproduc sexual si nu fac seminte, cui ii pasa? Nu vom inceta niciodata sa mancam pepeni verzi si a putea face pepeni fara seminte inseamna doar ca mancam mai multi pepeni verzi.”