Автори и рецензенти

Автори

Ели Менделсън

Аз съм студент в университета Брандейс, изучавайки биология и екологични изследвания. Винаги съм се интересувал от живите организми и тяхното взаимодействие с околната среда, но напоследък се фокусирах върху растителните системи. Интересувам се от еволюцията на растенията, структурата и взаимодействието на растенията в променящата се среда. Обичам да споделям информация с другите за растителната биология и се надявам да продължа това изследване след дипломирането си тази година.

какво

Сесилия Зумахо-Кардона

Интересувам се от генетичните процеси, свързани с еволюцията и развитието на плодолисти и плодове в семенните растения. Получих бакалавърската си степен в Университета на Антиокия в лабораторията на Пабон-Мора, разглеждайки гените, участващи в развитието на плодовете в цъфтящите растения. В момента съм доктор на науките кандидат в Нюйоркската ботаническа градина и Градския университет на Ню Йорк в лабораторията на Ambrose, работещ главно в еволюцията и развитието на семена в семенните растения, с цел по-добро разбиране на генетичните процеси, лежащи в основата на огромното разнообразие от семена.

Барбара Амброуз

Аз съм директор на лабораторни изследвания и асоцииран куратор по растителна геномика в Ню Йоркската ботаническа градина. Основният ми изследователски интерес е да разбера генетичната мрежа, която е в основата на огромното разнообразие от растения. Работата ми включва изследвания на развитието на растителни форми с помощта на сканираща електронна микроскопия и изследване на структурата на растителните тъкани, както и изследвания на генната функция в развитието. Въпреки че изследвам еволюционната генетика на цветята и плодовете, повечето от настоящите ми изследвания са фокусирани върху еволюцията и развитието на растенията, известни като ликофити и папрати. *[email protected]

Млади рецензенти

Обичам полярните мечки и се боря срещу изменението на климата, за да ги спася! Обичам и морски свинчета.

Обичам покемоните и футбола. Обичам да пиша за животни. Любимите ми книги са за динозаврите и хищниците.

Резюме

Ако някога сте били в магазин за хранителни стоки, вероятно сте забелязали раздела за продукти. Планини от лимони, купища домати, редици краставици, няколко вида ябълки и др. Някои от тези предмети може да знаете като плодове, а други като зеленчуци. Но каква е разликата между плод и зеленчук? Когато ядете ябълка, ягода или праскова, каква част от растението ядете? Тази статия изследва нашите познания за плодовете и как правилно да ги идентифицираме.

Развитие на плодове

Цъфтящите растения са навсякъде около нас: те облицоват улиците ни, запълват градините ни и украсяват домовете ни. Всъщност цъфтящите растения в момента са най-разнообразната растителна група на Земята. Много познати дървета, като дъбове и кленове, са цъфтящи растения. Цветята са не само красиви и привлекателни за насекомите и хората, но също така са жизненоважни за жизнения цикъл на растенията. Цветята държат репродуктивните органи на растението, които са известни заедно като тичинка и плодник. Плодолистът е в центъра на цветето и е съставен от три части, наречени яйчник, стил и стигма; всички тези части могат да играят роля в развитието на плода (Фигура 1А). Вътре в яйчника има яйцеклетки или незрели семена. Следователно плодникът е защитно покритие, създаващо оптимална среда за превръщане на яйцеклетките в семена. За да се развие в плод, плодолистът трябва първо да получи поленови зърна успешно. След това плодолистът се опложда и може да започне развитието на плодове. Външните части на цветето, чашелистчетата и венчелистчетата, са стерилни и обикновено са ярки и цветни, за да привличат опрашители, което помага да се осигури оплождане.

  • Фигура 1 - Снимки на Solanum lycopersicum (Solanaceae), домат.
  • (А) Цвете на домати, със зелени чашелистчета, жълти листенца и жълт плод в центъра, обградени в черно (Снимка: д-р Мак Алфорд; http://www.plantsystematics.org/). (Б) Доматен плод, със все още прикрепени зелени чашелистчета. (° С) Напречно сечение на доматен плод. Показани са слоевете на плодовете (перикарпа) и семената.

Плодовете са зрелите и узрели яйчници на цветята [1]. Първата стъпка в растежа на плодовете е оплождането на плодника. След това плодът възниква от поредица от трансформации, които се случват по време на развитието на оплодения плодник, в резултат на което яйчникът на цветето узрява и узрява. По време на този процес клетките в плодолиста на цветето се променят така, че структурните слоеве да станат плодове [1] (Фигура 1).

Ролята на плодовете

Една от основните функции на плода е да разпространява семената и да позволява на растението да се размножава. Следователно всички цъфтящи растения дават плодове, независимо дали плодовете са годни за консумация, сладки или меки. Това означава, че въпреки че ние наричаме чушки и краставици зеленчуци, технически те са плодове (Фигура 2). Жълъдите, кленовите ключове и външната страна на слънчогледовите семена също се считат за плодове. Те също се развиват от поредица от трансформации на плодолиста и защитават, съхраняват и помагат за разпръскването на семената на цъфтящо растение.

  • Фигура 2 - Избрани месести плодове, заедно с техните латински имена:
  • (А) ябълка; (Б) захарна слива; (° С) нар; (Д) праскова; (E) патладжан; (F) краставица; (G) тиква кабоча; (H) лимон; и (I) пипер. Перикарпът от месести плодове е показан на всеки плод със скоба.

Видове плодове

Всеки отделен плод, независимо дали изглежда като този плод, който сме свикнали да виждаме в секцията за производство, има три отделни слоя - екзокарп (отвън), мезокарп (в средата) и ендокарп (отвътре). Заедно тези слоеве образуват перикарпа [1]. Въпреки че тези слоеве понякога е трудно да се различат, те могат да бъдат идентифицирани в повечето плодове, които ядете. Плодовете обикновено се класифицират въз основа на типове тъкани, текстура, форма, дехисценция (когато плодовете се разделят като етап на развитие, като грах) и други морфологични характеристики. Плодовете могат да бъдат разделени на две основни категории: месести плодове и сухи плодове [1, 2].

Месести плодове

Месестите плодове имат високо съдържание на вода в перикарпа, а месестият мезокарп е веднъж зрели. Това означава, че месестите плодове са по-сочни от сухите плодове. Групата месести плодове включва много от плодовете, които можете да намерите в магазина за хранителни стоки, и много сладки плодове, като праскови и ябълки. Наровете, въпреки че ядем семената, а не плодовете, също попадат в тази категория, тъй като перикарпът им е мек и месест. Авокадото, прасковите, сливите и други плодове с костилки също са месести плодове, тъй като имат дебел и месест мезокарп (Фигура 2). Чушките, краставиците и доматите също са примери за месести плодове, въпреки че обикновено се наричат ​​зеленчуци (Фигура 2). Всъщност повечето ядливи плодове попадат в категорията месести плодове. Тези плодове използват животни, като птици или хора, за да разпръснат семената.

Сухи плодове

Сухите плодове са твърди и сухи, когато са напълно зрели (Фигури 3A – C). Перикарпът от сухи плодове все още има три слоя - екзокарп, мезокарп и ендокарп, но в сравнение с месестите плодове те са по-тънки и нямат толкова вода. Понякога околоплодникът е в пряк контакт със семето, което затруднява различаването на плода от семето. Повечето сухи плодове не зависят от това животните да разпространяват семената си. Вместо това, те използват други механизми, като дехисценция (фигури 3А, В), за да освободят семената, или използвайки вода или вятър, за да издуха семената им (помислете за глухарчета: най-малкият вятър ще изпрати плодовете, оборудвани с парашутни подобни косми, отлитащи).

  • Фигура 3 - Избрани сухи плодове, заедно с техните латински имена:
  • (А) грах; (Б) анасон; (° С) жълъд; и (Д) ягода. Сухият плод, известен също като „achene“, на ягодата, е кръгъл в черно. Перикарпът на всеки сух плод е показан със скоба.

Ягода е пример за сух плод. Ако се вгледате внимателно в ягода, ще забележите петна отвън (Фигура 3D). Всяка от тези петънца е сух плод, наречен сянка; сладката, червена плът на ягодата всъщност не е част от плода. Той е част от цветето, което става месесто и годно за консумация. Някои други примери за сухи плодове са царевица и шам фъстък.

Прости, агрегирани и множество плодове

В допълнение към „сухите“ и „месести“, плодовете могат да бъдат допълнително описани чрез техните структури: прости, пълни или множество. Прост плод се развива от един отделен яйчник, като праскова или домат (Фигура 2D). Съставният плод се образува от множество яйчници в едно цвете. Ягодите и къпините са примери за съвкупни плодове (Фигура 3D). И накрая, множество плодове се развиват от множество яйчници на множество цветя. Ананасите са добър пример за пълни плодове.

Зеленчуци

Плодовете не са единствените части от растенията, които ядем. Терминът зеленчук може да се използва за означаване на други годни за консумация части на растението - листа, стъбла, издънки и корени. Морковът например е зеленчук, защото частта от растението, която ядем, е коренът. Броколите са направени от множество цветни пъпки и традиционно са известни и като зеленчуци. Спанакът е зеленчук, защото е листенце.

Проблемът с плодовете без семена

Ако целта на плода е да съхранява и разпръсква семена, тогава защо наричаме плодове без семки като грозде, портокали и дини плодове? Въпреки че не съдържат семена, тези структури все още се считат за плодове, тъй като се развиват от плодолиста на цветето чрез поредица от трансформации. Плодовете без семена могат да се получат поради процес, наречен партенокарпия, при който плодовете все още се произвеждат, дори без успешно оплождане [3].

Някои растения разполагат с механизми, така че оплождането от техния собствен прашец или прашец от изключително подобно растение води до неуспешно оплождане. Това се нарича самосъвместимост, което означава, че растението не може да оплоди правилно цветето си, за да създаде семена със собствен прашец. Това дава възможност за развитие на плодове, но без семена. Ето как се отглеждат портокали от пъпа, за да бъдат естествено без семена [3].

Друг пример за плод без семки е банан. Подобно на хората, растенията имат гени, разположени в структури, наречени хромозоми. Хората имат два комплекта хромозоми - получаваме по един комплект от всеки родител. Много растения следват този модел, но бананите са различни: те имат нечетен брой (3 за да бъдем точни) хромозоми, което ги прави неспособни да произвеждат функционални семена и следователно след много години еволюция бананите нямат семена. Вместо това бананите трябва да се отглеждат чрез засаждане на парче от вече съществуващо растение, за да се направи ново [3]. Следващия път, когато ядете банан, потърсете кафявите точки в центъра, които са остатъците от семето.

Опитайте сами!

Плодовете са навсякъде около нас, понякога изискват внимателно наблюдение, за да бъдат открити. Следващият път, когато ядете салата, погледнете малко по-близо, за да видите кои плодове са в купата. Следващият път, когато държите ягода, почувствайте външността и вижте дали можете да преброите колко плодове ще ядете! Следващият път, когато излезете навън, отворете кленов ключ и намерете семето. Когато дойде пролетта, проверете цвете в задния двор, на улицата или в парка, за да видите дали можете да намерите плодника. И накрая, следващия път, когато някой ви каже да ядете зеленчуците си, учтиво ги поправете и им кажете, че ще се радвате да изядете всичките си плодове!

Терминологичен речник

Карпел: ↑ Размножителен орган на цвете, който включва яйчника, стигмата и стила. След оплождането плодолистът става плод.

Екзокарп: ↑ Най-външният слой на плода. Обикновено в пряк контакт с околната среда, осигурява текстурата на плодовете.

Мезокарп: ↑ Среден слой на плода, между екзокарпа и ендокарпа. Той става месест при месестите плодове и е по-дебел при месестите плодове в сравнение със сухите плодове.

Ендокарп: ↑ Най-вътрешният слой на перикарпа, в пряк контакт с плацентата (от там, където се образуват семената). Тя може да бъде или твърда (като в костилков плод като праскова), ципеста или месеста в някои месести плодове (като домат).

Перикарп: ↑ Частта от плода, която заобикаля семената (семената). Перикарпът се формира от три различни слоя: екзокарп, мезокарп и ендокарп.

Дехисценция: ↑ Разтваря се на зрялост, за да се освободи съдържанието му (пример: плодът се разделя, за да освободи семената).

Конфликт на интереси

Авторите декларират, че изследването е проведено при липса на каквито и да било търговски или финансови отношения, които биха могли да се тълкуват като потенциален конфликт на интереси.

Благодарности

Първо и най-важното, бихме искали да благодарим на младите рецензенти за техните коментари и полезни отзиви, които заедно с коментарите на редактора ни помогнаха да подобрим окончателната версия на тази статия. Също така бихме искали да благодарим на д-р Лорънс Кели за полезна дискусия по време на идентифицирането на различните части на плодовете и Саманта Франгос, която помогна за окончателната версия на този ръкопис.

Препратки

[1] ↑ Рот, И. 1977. Плодове покритосеменни растения. Берлин: Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung.

[2] ↑ Pabon-Mora, N. и Litt, A. 2011. Сравнителен анатомичен анализ и анализ на развитието на сухи и месести плодове на Solanceae. Am. J. Bot. 98: 1415–36. doi: 10.3732/ajb.1100097