Biológia szakosoknak II

A növények ivaros szaporodásának leírása

A növények ivaros szaporodásában számos különböző módszer és folyamat vesz részt. A növények ivaros szaporodásához kapcsolódó struktúrák közül sok az ember számára értékes árucikk (gondoljunk a gyümölcsökre, bogyós gyümölcsökre és zöldségekre). Ugyanennyi közülük “ártalmas” (gondoljunk csak a szezonális allergiákra). Ebben a részben megtudjuk, hogyan zajlik a növényekben az ivaros szaporodás folyamata.

Önbeporzás és keresztbeporzás

Az angiospermáknál, a beporzás a virágpornak az anterből ugyanazon virág vagy egy másik virág stigmájára történő elhelyezése vagy átvitele. A gymnospermákban a beporzás a hímivarú tobozról a nőivarú tobozra történő pollenátvitelt jelenti. Az átvitelt követően a virágpor kicsírázik, hogy kialakuljon a pollencső és a spermium a petesejt megtermékenyítéséhez. A beporzást Gregor Mendel óta jól tanulmányozzák. Mendel sikeresen hajtott végre ön- és keresztbeporzást kerti borsón, miközben azt tanulmányozta, hogyan öröklődnek a tulajdonságok egyik generációról a másikra. A mai termények a növénynemesítés eredménye, amely mesterséges szelekciót alkalmaz a mai fajták előállításához. Erre példa a mai kukorica, amely az ősével, a teozinttal kezdődő sokéves nemesítés eredménye. A teosinte, amelyet az ősi maják eredetileg termeszteni kezdtek, apró magvakkal rendelkezett – ami nagyban különbözik a mai viszonylag hatalmas kukoricafüvektől. Érdekes módon, bár ez a két növény teljesen különbözőnek tűnik, a köztük lévő genetikai különbség igen csekély.

A beporzásnak két formája van: az önbeporzás és a keresztbeporzás. Az önbeporzás akkor következik be, amikor az anterből származó virágpor ugyanannak a virágnak vagy ugyanannak a növénynek egy másik virágának a stigmáján rakódik le. A keresztbeporzás az egyik virág porzójáról a virágpornak egy másik virág stigmájára történő átvitele ugyanazon faj egy másik egyedén. Az önbeporzás olyan virágoknál fordul elő, ahol a porzó és a porzó egy időben érik, és úgy helyezkednek el, hogy a virágpor a virág porzóján landolhasson. Ez a beporzási módszer nem igényel befektetést a növény részéről, hogy nektárt és virágport biztosítson a beporzók számára táplálékként.

Az élő fajok úgy vannak kialakítva, hogy biztosítsák utódaik túlélését; azok, amelyeknek ez nem sikerül, kihalnak. Ezért genetikai sokféleségre van szükség ahhoz, hogy a változó környezeti vagy stresszkörülmények között az utódok egy része túlélhessen. Az önbeporzás kevesebb genetikai sokféleséggel rendelkező növények előállításához vezet, mivel ugyanabból a növényből származó genetikai anyagot használnak fel az ivarsejtek és végül a zigóta kialakításához. Ezzel szemben a keresztbeporzás – vagy ki-kereszteződés – nagyobb genetikai változatossághoz vezet, mivel a mikrogametofita és a megagametofita különböző növényekből származik.

Mivel a keresztbeporzás nagyobb genetikai változatosságot tesz lehetővé, a növények számos módszert fejlesztettek ki az önbeporzás elkerülésére. Egyes fajoknál a virágpor és a petesejt különböző időpontokban érik. Ezek a virágok szinte lehetetlenné teszik az önbeporzást. Mire a virágpor megérik és levetésre kerül, a virág porzója már érett, és csak egy másik virágból származó virágporral lehet beporozni. Egyes virágok olyan fizikai tulajdonságokat fejlesztettek ki, amelyek megakadályozzák az önbeporzást. Ilyen virág a prímvirág. A primőrök két olyan virágtípust fejlesztettek ki, amelyek a porzó és a stigma hosszában különböznek: a tűszemű virág porzója a pollencső felénél helyezkedik el, és a trombitaszemű virág stigmája szintén a felénél helyezkedik el. A rovarok könnyen keresztbeporozzák a virágporcső alján lévő nektárt keresve. Ezt a jelenséget heterostíliának is nevezik. Sok növény, például az uborka hím- és nőivarú virágai a növény különböző részein helyezkednek el, ami megnehezíti az önbeporzást. Megint más fajoknál a hím és a nőstény virágok különböző növényeken vannak (kétlakiak). Mindezek akadályozzák az önbeporzást, ezért a növények a beporzókra vannak utalva a virágpor átadásában. A beporzók többsége biotikus ágens, például rovarok (mint a méhek, legyek és pillangók), denevérek, madarak és más állatok. Más növényfajok beporzását abiotikus ágensek, például a szél és a víz végzik.

A beporzás módszerei

Beporzás rovarok által

1. ábra. A rovarok, például a méhek, a beporzás fontos szereplői. (credit: Jon Sullivan munkájának módosítása)

A méhek talán a legfontosabb beporzói számos kerti növénynek és a legtöbb kereskedelmi gyümölcsfának (1. ábra). A méhek leggyakoribb fajai a poszméhek és a mézelő méhek. Mivel a méhek nem látják a vörös színt, a méhek által beporzott virágok általában kék, sárga vagy más színárnyalatúak. A méhek energiában gazdag virágport vagy nektárt gyűjtenek a túlélésükhöz és energiaszükségletükhöz. Azokat a virágokat keresik fel, amelyek napközben nyitva vannak, élénk színűek, erős illatúak vagy illatúak, és cső alakúak, jellemzően nektárvezetővel. A nektárvezető olyan területeket foglal magában a virágszirmokon, amelyek csak a méhek számára láthatók, az ember számára nem; ez segít a méheket a virág közepére irányítani, ezáltal hatékonyabbá téve a beporzási folyamatot. A virágpor a méhek bolyhos szőréhez tapad, és amikor a méh egy másik virágot látogat meg, a virágpor egy része átkerül a második virágra. Az utóbbi időben számos jelentés látott napvilágot a mézelő méhek csökkenő populációjáról. Sok virág beporzás nélkül marad, és nem hoz magot, ha a mézelő méhek eltűnnek. A kereskedelmi gyümölcstermesztőkre gyakorolt hatás pusztító lehet.

Sok legyet vonzanak a rothadó szagú vagy rothadó hús szagú virágok. Ezek a virágok, amelyek nektárt termelnek, általában tompa színűek, például barnák vagy lilák. Megtalálhatók a hullavirágon vagy voodoo liliomon (Amorphophallus), a sárkány arumon (Dracunculus) és a hullavirágon (Stapleia, Rafflesia). A nektár energiát, míg a virágpor fehérjét biztosít. A darazsak szintén fontos rovarporzók, és számos fügefaj beporzását végzik.

2. ábra. Egy kukoricafülbogár nektárt kortyolgat egy éjjel virágzó Gaura növényről. (hitel: Juan Lopez, USDA ARS)

A lepkék, mint például a monarcha, számos kerti virágot és vadvirágot poroznak be, amelyek általában fürtökben fordulnak elő. Ezek a virágok élénk színűek, erős illatúak, napközben nyitva vannak, és nektárvezetőkkel rendelkeznek, amelyek megkönnyítik a nektárhoz való hozzáférést. A virágport a pillangó felszedi és a végtagjain szállítja. A lepkék viszont késő délután és éjszaka porozzák be a virágokat. A lepkék által beporzott virágok halványak vagy fehérek, és laposak, ami lehetővé teszi a lepkék számára a leszállást. A lepkék által beporzott növények egyik jól tanulmányozott példája a yucca növény, amelyet a yucca lepke poroz be. A virág és a moly alakja úgy alkalmazkodott, hogy lehetővé teszi a sikeres beporzást. A lepke a virágport a ragadós bibére helyezi, hogy később megtermékenyülhessen. A nőstény moly a petesejteket is lerakja a petefészekbe. Ahogy a peték lárvává fejlődnek, a virágból és a fejlődő magvakból táplálkoznak. Így ebben a szimbiózisban a rovar és a virág is hasznot húz egymásból. A kukoricamoly és a Gaura növény között hasonló a kapcsolat (2. ábra).

Beporzás denevérek által

A trópusokon és a sivatagokban a denevérek gyakran beporozzák az éjszakai virágokat, például az agavét, a guajavát és a hajnalka virágát. A virágok általában nagyok és fehérek vagy halvány színűek; így éjszaka megkülönböztethetők a sötét környezettől. A virágok erős, gyümölcsös vagy pézsmás illatúak, és nagy mennyiségű nektárt termelnek. Természetes módon nagyok és széles szájúak, hogy elférjen rajtuk a denevér feje. Ahogy a denevérek a nektárt keresik, arcukat és fejüket pollen borítja, amely aztán átkerül a következő virágra.

Madarak általi beporzás

3. ábra. A kolibrik olyan alkalmazkodással rendelkeznek, amely lehetővé teszi számukra, hogy elérjék bizonyos csöves virágok nektárját. (hitel: Lori Branham)

A kismadarak számos faja, például a kolibri (3. ábra) és a napmadarak, olyan növények beporzói, mint az orchideák és más vadvirágok. A madarak által látogatott virágok általában erősek, és úgy vannak tájolva, hogy a madarak a virág közelében maradhassanak anélkül, hogy szárnyaik belegabalyodnának a közeli virágokba. A virág jellemzően ívelt, cső alakú, ami lehetővé teszi a madár csőrének a hozzáférést. Az élénk színű, szagtalan, nappal nyitott virágokat a madarak porozzák be. Miközben a madár energiában gazdag nektárt keres, a virágpor a madár fején és nyakán lerakódik, majd átkerül a következő virágra, amelyet felkeres. A botanikusok úgy tudták meghatározni kihalt növények elterjedési területét, hogy 200 éves, ugyanarról a helyről származó madárpolleneket gyűjtöttek és azonosítottak.

Beporzás a szél által

4. ábra. Egy ember pollenfelhőt kopogtat egy fenyőfáról.

A tűlevelűek legtöbb faját és sok angiospermát, például a fűféléket, juharokat és tölgyeket a szél porozza be. A fenyőtobozok barna színűek és illat nélküliek, míg a szél által beporzott angiosperm fajok virágai általában zöldek, kicsik, kis szirmúak vagy szirom nélküliek lehetnek, és nagy mennyiségű virágport termelnek. A tipikus rovarporzású virágokkal ellentétben a szél általi beporzáshoz alkalmazkodott virágok nem termelnek nektárt vagy illatot. A szél által beporzott fajoknál a mikrosporangiumok kilógnak a virágból, és ahogy a szél fúj, a könnyű virágport magával viszi (4. ábra).

A virágok általában kora tavasszal, a levelek előtt bújnak ki, hogy a levelek ne akadályozzák a szél mozgását. A virágpor a virág szabadon álló, tollszerű stigmáján rakódik le (5. ábra).

Víz általi beporzás

Egyes gyomok, például az ausztrál tengeri fű és a tavi gyomok beporzását a víz végzi. A virágpor a vízen lebeg, és amikor a virággal érintkezik, a virág belsejében rakódik le.

Beporzás megtévesztéssel

Az orchideák nagyra becsült virágok, számos ritka fajtával (6. ábra). Számos különleges élőhelyen nőnek, főként Ázsia, Dél-Amerika és Közép-Amerika trópusain. Legalább 25 000 orchideafajt azonosítottak.

A virágok gyakran nektár formájában nyújtott táplálékkal vonzzák a beporzókat. Néhány orchideafaj azonban kivételt képez ez alól: különböző módokat fejlesztettek ki a kívánt beporzók vonzására. A táplálék megtévesztése néven ismert módszert alkalmazzák, amelynek során élénk színeket és illatanyagokat kínálnak, de táplálékot nem. Az Anacamptis morio, közismert nevén a zöldszárnyú orchidea élénk lila virágokat hoz, és erős illatot áraszt. A dongó, a fő beporzója, az erős illat miatt – ami általában táplálékot jelez a méh számára – vonzódik a virághoz, és közben felveszi a virágport, hogy egy másik virágba szállítsa.

Más orchideák is alkalmaznak szexuális megtévesztést. A Chiloglottis trapeziformis olyan vegyületet bocsát ki, amelynek ugyanolyan szaga van, mint a nőstény darazsak által kibocsátott feromonnak, amellyel a hím darazsakat vonzza. A hím darazsat vonzza az illat, leszáll az orchidea virágára, és közben virágport ad át. Egyes orchideák, mint például az ausztrál kalapácsorchidea, az illat mellett vizuális trükköket is alkalmaznak egy másik szexuális megtévesztési stratégiában a darazsak vonzására. Ennek az orchideának a virága egy nőstény darázs megjelenését utánozza, és feromont bocsát ki. A hím darázs megpróbál párosodni a nőstény darázsnak látszó darazsakkal, és eközben virágport szed, amelyet aztán átad a következő hamisított párjának.

Kettős megtermékenyítés

A virágpornak a stigmán való lerakódása után csíráznia kell, és a stíluson keresztül kell növekednie, hogy elérje a petesejtet. A mikrospórák, vagyis a pollen két sejtet tartalmaz: a pollencsősejtet és a generatív sejtet. A pollencsősejtből pollencső nő ki, amelyen keresztül a generatív sejt halad. A pollencső csírázásához vízre, oxigénre és bizonyos kémiai jelekre van szükség. Miközben a pollencső a stíluson keresztül az embriózsákba jut, a pollencső növekedését a stílus szövetei támogatják. Eközben, ha a generatív sejt még nem osztódott két sejtre, most két spermiumsejt kialakítására osztódik. A pollencsövet az embriózsákban lévő szinergidák által szekretált vegyi anyagok irányítják, és a mikropíluson keresztül jut be a petezsákba. A két spermiumsejt közül az egyik spermium megtermékenyíti a petesejtet, diploid zigótát képezve; a másik spermium összeolvad a két poláris maggal, triploid sejtet képezve, amelyből endospermium fejlődik. Az angiospermiumoknál ezt a két megtermékenyítési eseményt együttesen kettős megtermékenyítésnek nevezzük (7. ábra). A megtermékenyítés befejezése után más spermium nem léphet be. A megtermékenyített petesejtből alakul ki a mag, míg a petefészek szöveteiből lesz a termés, amely általában beburkolja a magot.

A megtermékenyítés után a zigóta két sejtre osztódik: a felső, vagy terminális sejtre és az alsó, vagy bazális sejtre. A bazális sejt osztódása során keletkezik a szuszpenzor, amely végül kapcsolatot teremt az anyai szövetekkel. A szuszpenzor biztosítja a táplálék szállításának útját az anyanövényből a növekvő embrióhoz. A terminális sejt is osztódik, és egy gömb alakú proembriót hoz létre (8a. ábra). A kétszikűeknél (eudicoták) a fejlődő embrió szív alakú, a két kezdetleges sziklevél jelenléte miatt (8b. ábra). A nem endospermiumos kétszikűeknél, mint például a Capsella bursa, kezdetben az endospermium fejlődik ki, de aztán megemésztődik, és a tápláléktartalékok a két sziklevélbe kerülnek. Ahogy az embrió és a sziklevelek megnagyobbodnak, kifogynak a helyből a fejlődő mag belsejében, és kénytelenek meghajolni (8c. ábra). Végül az embrió és a sziklevelek kitöltik a magot (8d. ábra), és a mag készen áll a szétszóródásra. Az embrionális fejlődés egy idő után felfüggesztődik, és a növekedés csak akkor indul újra, amikor a mag kicsírázik. A fejlődő csíranövény a sziklevelekben tárolt táplálékkészletekre támaszkodik, amíg az első levélcsoport meg nem kezdi a fotoszintézist.

A mag fejlődése

Az érett petesejtből fejlődik ki a mag. Egy tipikus mag tartalmazza a maghéjat, a szikleveleket, az endospermiumot és egyetlen embriót (9. ábra).

A tápláléktartalékok tárolása az angiospermák magjaiban eltér az egyszikűek és a kétszikűek között. Az egyszikűeknél, például a kukoricánál és a búzánál az egyetlen sziklevelet scutellumnak nevezik; a scutellum közvetlenül az embrióhoz kapcsolódik az érszöveteken (xiléma és floém) keresztül. A tápláléktartalékok a nagy endospermiumban tárolódnak. Csírázáskor enzimeket választ ki az aleuron, a maghéjon belüli egyetlen sejtréteg, amely közvetlenül a maghéjon belül veszi körül az endospermiumot és az embriót. Az enzimek lebontják a tárolt szénhidrátokat, fehérjéket és lipideket, amelyek termékeit a scutellum felszívja és egy érszálon keresztül a fejlődő embrióba szállítja. A scutellum tehát nem raktározó, hanem felszívó szervnek tekinthető.

A kétszikű magban lévő két kotyledon is rendelkezik érrendszeri kapcsolatokkal az embrióhoz. Az endospermiumos kétszikűeknél a tápláléktartalékok az endospermiumban tárolódnak. A csírázás során a két kotyledon ezért abszorpciós szervként működik, hogy felvegye az enzimatikusan felszabaduló tápláléktartalékokat, hasonlóan az egyszikűekhez (az egyszikűek definíció szerint szintén endospermikus magvakkal rendelkeznek). A dohány (Nicotiana tabaccum), a paradicsom (Solanum lycopersicum) és a paprika (Capsicum annuum) példák az endospermás kétszikűekre. A nem endospermikus kétszikűeknél a triploid endospermium a kettős megtermékenyítést követően normálisan fejlődik, de az endospermium tápláléktartalékai gyorsan remobilizálódnak, és a fejlődő sziklevélbe kerülnek tárolás céljából. A földimogyorómag (Arachis hypogaea) két fele és a hasított borsó (Pisum sativum) hasított borsólevesének két fele különálló, tápláléktartalékokkal megrakott szotyledon.

A magot a petesejttel együtt a maghéj védi, amelyet a petezsák egészéből képződő maghéj alkot. A kétszikűeknél a maghéj tovább oszlik a testa nevű külső héjra és a tegmen nevű belső héjra.

Az embrionális tengely három részből áll: a plumulából, a radiculusból és a hipokotilból. Az embriónak a sziklevelek rögzítési pontja és a radicula közötti részét hipokotilnak nevezzük (a hipokotil jelentése “a sziklevelek alatt”). Az embrionális tengely a gyökércsúcsban (az embrionális gyökérben) végződik, amelyből a gyökér fejlődik ki. A kétszikűeknél a hipokotilok a föld fölé nyúlnak, és a növény szárát adják. Az egyszikűeknél a hipokotil nem mutat a föld fölé, mivel az egyszikűeknél nem figyelhető meg a szár megnyúlása. Az embrionális tengelynek azt a részét, amely a sziklevelek fölé nyúlik, epikotilnak nevezzük. A plumulus az epikotilból, a fiatal levelekből és a hajtás apikális merisztémájából áll.

A dikotikus magvak csírázásakor az epikotil kampó alakú, a plumulus pedig lefelé mutat. Ezt az alakot nevezzük plumulahorgnak, és mindaddig fennmarad, amíg a csírázás sötétben folyik. Ezért, ahogy az epikotil átnyomja magát a kemény és koptató talajon, a szilumulum védve van a sérüléstől. A fénynek kitéve a hipokotil kampója kiegyenesedik, a fiatal lombozat levelei a nap felé néznek és kitágulnak, az epikotil pedig tovább nyúlik. Ez idő alatt a gyökércsúcs is növekszik és termeli az elsődleges gyökeret. Ahogy lefelé növekszik, hogy kialakítsa a csapgyökeret, oldalgyökerek ágaznak el minden oldalra, létrehozva a tipikus dikotikus csapgyökérrendszert.

Az egyszikű magvaknál (10. ábra) a maghéj testa és tegmenje összeolvad. Ahogy a mag kicsírázik, a gyökércsúcs burka: a koleorhiza által védett elsődleges gyökér keletkezik. Ezután kialakul az elsődleges hajtás, amelyet a koleoptile: a hajtáscsúcs burkolata véd. A fény hatására (azaz amikor a szilva kilépett a talajból, és a védő koleoptilisra már nincs szükség) a koleoptilis megnyúlása megszűnik, a levelek pedig kitágulnak és kibontakoznak. Az embrionális tengely másik végén az elsődleges gyökér hamarosan elhal, míg más, járulékos gyökerek (olyan gyökerek, amelyek nem a szokásos helyről – azaz a gyökérből – erednek) a szár tövéből erednek. Ez adja az egyszikűek rostos gyökérrendszerét.

Magok csírázása

Más érett magok inaktív vagy rendkívül alacsony anyagcsere-aktivitású időszakba lépnek: ez a folyamatot nyugalmi állapotnak nevezik, amely hónapokig, évekig vagy akár évszázadokig is eltarthat. A nyugalmi állapot segít megőrizni a magok életképességét a kedvezőtlen körülmények között. A kedvező körülmények visszatérésekor a magok csírázása megtörténik. A kedvező feltételek lehetnek olyanok, mint a nedvesség, a fény, a hideg, a tűz vagy a kémiai kezelés. Nagy esőzések után sok új magonc kel ki. Az erdőtüzek szintén új csemeték megjelenéséhez vezetnek. Egyes magvak csírázása előtt vernalizációra (hidegkezelésre) van szükség. Ez garantálja, hogy a mérsékelt éghajlaton élő növények által termelt magok csak tavasszal csíráznak ki. A meleg éghajlaton termesztett növények magjai csírázáshoz hőkezelést igényelhetnek, hogy elkerüljék a csírázást a forró, száraz nyárban. Sok mag esetében a vastag maghéj jelenléte hátráltatja a csírázóképességet. A csíráztatás előtt gyakran alkalmaznak csíráztatást, amely mechanikai vagy kémiai eljárásokat tartalmaz a maghéj felpuhítására. Előáztatás forró vízben, vagy savas környezetben, például állati emésztőrendszerben történő áztatás is alkalmazható.

A mag méretétől függően a csíranövény kelésének ideje eltérő lehet. A nagy magvakkal rendelkező fajok elegendő tápláléktartalékkal rendelkeznek ahhoz, hogy mélyen a föld alatt csírázzanak, és még mindig egészen a talaj felszínéig kinyújtsák epikotilusaikat. A kismagvú fajok magjai általában fényt igényelnek csírázási jelként. Ez biztosítja, hogy a magok csak a talajfelszínen vagy annak közelében (ahol a legnagyobb a fény) csíráznak. Ha túlságosan a felszín alatt csíráznának, a fejlődő magoncnak nem lenne elegendő tápláléktartaléka a napfény eléréséhez.

A termés és a gyümölcsfajták fejlődése

A megtermékenyítés után általában a virág petefészkéből fejlődik ki a termés. A gyümölcsökhöz általában édes ízt társítanak, azonban nem minden gyümölcs édes. Botanikailag a “gyümölcs” kifejezést az érett petefészekre használják. A legtöbb esetben azokból a virágokból, amelyekben megtermékenyítés történt, gyümölcsök fejlődnek, azokból a virágokból pedig, amelyekben nem történt megtermékenyítés, nem. Egyes gyümölcsök a petefészekből fejlődnek és valódi gyümölcsöknek nevezzük őket, míg mások a női gametofita más részeiből fejlődnek és járulékos gyümölcsöknek nevezzük őket. A termés körülveszi a magokat és a fejlődő embriót, ezáltal védelmet nyújtva nekik. A gyümölcsöknek sokféle típusa van, eredetüktől és szerkezetüktől függően. A szeder édes szövete, a paradicsom piros húsa, a mogyoró héja és a kukorica héja (az a kemény, vékony rész, amely a fogak közé szorul, amikor pattogatott kukoricát eszünk) mind gyümölcsök. Ahogy a gyümölcs érik, úgy érnek a magok is.

A gyümölcsök származásuktól függően egyszerű, összesített, többszörös vagy járulékos gyümölcsökbe sorolhatók (11. ábra). Ha a gyümölcs egyetlen porzóból vagy egyetlen petefészek összeolvadt porzójából fejlődik, akkor egyszerű gyümölcsnek nevezzük, ahogyan azt a dióféléknél és a babnál látjuk. Összetett gyümölcsnek nevezzük az olyan gyümölcsöt, amely egynél több porzóból fejlődik, de mind egy virágban van: az érett porzók összeolvadnak, hogy a teljes gyümölcsöt alkossák, mint a málnánál látható. A többszörös gyümölcs egy virágzatból vagy virágfürtből fejlődik. Erre példa az ananász, ahol a virágok összeolvadnak, és így képezik a gyümölcsöt. A járulékos gyümölcsök (néha álgyümölcsöknek is nevezik őket) nem a petefészekből, hanem a virág egy másik részéből, például a termőhüvelyből (eper) vagy az alma és a körte hipanthiából származnak.

A gyümölcsöknek általában három része van: az exokarp (a legkülső héj vagy borítás), a mezokarp (a gyümölcs középső része) és az endokarp (a gyümölcs belső része). Mindhármat együttesen perikarpnak nevezzük. A mezokarp általában a gyümölcs húsos, ehető része; egyes gyümölcsöknél azonban, mint például a mandula, az endokarp az ehető rész. Sok gyümölcsben két vagy mindhárom réteg összeolvad, és éretten megkülönböztethetetlenek. A gyümölcsök lehetnek szárazak vagy húsosak. A gyümölcsök továbbá dehiscent vagy indehiscent típusokra oszthatók. A dehiszcens gyümölcsök, mint például a borsó, könnyen kibocsátják magjaikat, míg az indehiszcens gyümölcsök, mint például az őszibarack, a rothadásra támaszkodnak a magok kibocsátásához.

A gyümölcs és a magok szétszóródása

A gyümölcsnek egyetlen célja van: a magok szétszóródása. A gyümölcsökben található magvaknak az anyanövénytől távol kell szétszóródniuk, hogy kedvező és kevésbé kompetitív körülmények között csírázhassanak és növekedhessenek.

Egyes gyümölcsök beépített mechanizmusokkal rendelkeznek, így maguktól is képesek szétszóródni, míg másoknak olyan ágensek segítségére van szükségük, mint a szél, a víz vagy az állatok (12. ábra). A magok szerkezetének, összetételének és méretének módosításai segítik a szétszóródást. A szél által szétszóródó gyümölcsök könnyűek, és szárnyszerű függelékkel rendelkezhetnek, amelyek lehetővé teszik, hogy a szél hordozza őket. Egyesek ejtőernyőszerű szerkezettel rendelkeznek, hogy a levegőben maradjanak. Egyes gyümölcsök – például a pitypang – szőrös, súlytalan szerkezetűek, amelyek alkalmasak a szél általi terjedésre.

12. ábra. A gyümölcsök és a magok különböző módon terjednek szét. (a) A pitypangmagot a szél, a (b) kókuszmagot a víz, a (c) makkot pedig az állatok szórják szét, amelyek elrejtik, majd elfelejtik. (credit a: “Rosendahl”/Flickr munkájának módosítása; credit b: Shine Oa munkájának módosítása; credit c: Paolo Neo munkájának módosítása)

A víz által szétszórt magokat könnyű és úszóképes termések tartalmazzák, így képesek lebegni. A kókuszdió jól ismert arról a képességéről, hogy a vízen lebegve eljut a szárazföldre, ahol csírázni tud. Hasonlóképpen, a fűz és az ezüstnyírfa is termel könnyű gyümölcsöt, amely képes lebegni a vízen.

Az állatok és a madarak megeszik a gyümölcsöket, és a meg nem emésztett magokat az ürülékükkel ürítik ki bizonyos távolságra. Egyes állatok, például a mókusok, elássák a magokat tartalmazó gyümölcsöket későbbi felhasználás céljából; ha a mókus nem találja meg a rejtekhelyét, és ha a körülmények kedvezőek, a magok kicsíráznak. Egyes gyümölcsök, mint például a kakaslábfű, horgokkal vagy ragacsos szerkezetekkel rendelkeznek, amelyek az állat bundájára tapadnak, és onnan egy másik helyre szállítják őket. Az emberek is nagy szerepet játszanak a magok szétszóródásában, amikor új helyre viszik a gyümölcsöket, és eldobják a magokat tartalmazó, ehetetlen részt.

A fenti mechanizmusok mindegyike lehetővé teszi, hogy a magok szétszóródjanak a térben, hasonlóan ahhoz, ahogyan egy állat utódai is új helyre költözhetnek. A magok nyugalmi állapota, amelyet korábban már leírtunk, lehetővé teszi a növények számára, hogy utódaikat időben szétszórják: ez az, amire az állatok nem képesek. A nyugalmi állapotban lévő magvak hónapokig, évekig vagy akár évtizedekig várhatnak a csírázáshoz és a faj szaporodásához szükséges megfelelő körülményekre.

Check Your Understanding

Válaszolj az alábbi kérdés(ek)re, hogy lásd, mennyire érted az előző részben tárgyalt témákat. Ez a rövid kvíz nem számít bele az órai jegybe, és korlátlan számú alkalommal ismételheti meg.

A kvíz segítségével ellenőrizheti a megértését, és eldöntheti, hogy (1) tovább tanulmányozza-e az előző részt, vagy (2) áttérjen a következő részre.