Kāpēc augļi mainīt krāsu un garšu, kad tie iepīkst

2024 Autors: Sherilyn Boyd | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-16 10:16

Ir divi veidi, kā atbildēt uz šo jautājumu: pirmkārt, aplūkojot to, kas notiek iekšienē, kamēr augļi ir nogatavojušies, un otrkārt, kāpēc šie augi ir attīstījušies, lai to izdarītu vispār, it īpaši ņemot vērā to šķietami masveida enerģijas un resursu izšķiešana, lai ražotu jebkuras krāsas augļus, kas ap viņu sēklām.

Kaut arī ir daudz dažādu veidu augļu, runājot kopumā, daudzi augļi sāk no zaļas krāsas toņa, pateicoties hlorofila daudzumam, kuru, izmantojot sauli un augsnes barības vielas, izmanto, lai ražotu lielu daļu no augļi, šajā stadijā galvenokārt cieti. Noteiktā augļa attīstības stadijā, parasti, kad sēklas ir gandrīz pilnīgi nogatavojušās, nogatavošanās process sākas daudzos augļos, ko iedarbojas dabiski ražots ogļūdeņražu gāzes etilēns.

Tieši tā, kā etilēns atvieglo nogatavināšanu, joprojām ir nepārtraukta pētījumu joma, bet īsumā - augu receptori galu galā saista etilēnu. Tas izraisa dažu gēnu izslēgšanos un citu ieslēgšanos, radot dažādus enzīmus, kas atvieglo nogatavošanās procesu, piemēram, amilāzes, kas pārvērš cieti līdz vienkāršiem cukuriem un pektināzes, kas iznīcina augļa šūnu sienas, mīkstinot to padarīt iekšpusē pieejamāku.

Kaut arī vilinošo iekšējo ādu mīkstina un vieglāk piekļūt, hlorofils tiek sadalīts hidrolīzi saturošu enzīmu veidā, galu galā noņemot zaļo krāsu. Kā tas notiek, daži pigmenti kļūst sintezēti, bet citi, kas tur visu laiku, bet tiek maskēti ar hlorofilu, tiek atklāti. Šeit ir divi primārie vaininieki, kas ražo krāsas: karotinoīdi, kas parasti ir atbildīgi par oranžām un dzeltenām augļu krāsām, un antocianīniem, kuri parasti ir saistīti ar purpura, sarkanā un blūza krāsu. (Starp citu, līdzīgs process ir tas, kas rudenī notiek ar koku lapām, skatiet: kāpēc lapām krītas krāsa kritumā.)

Tagad, kāpēc daži augi ir attīstījušies, lai radītu krāsainus, garšīgus augļus. Izņemot zinātnisko fantastiku, augi ir salīdzinoši nekustīgi, tāpēc tie, kas izdzīvojuši gadu tūkstošus, ir attīstījušies dažas gudras metodes to sēklu izplatīšanai. Dažās no tām ir plūstošas sēklas, kas peld ar vēju vai ūdeni, bet pārējie ir nogādāti ar strādīgiem grauzējiem un zīdītājiem, turpretī citi pieskaras kažokādai un zirgainajām spalvām. Bet varbūt visbiežāk sastopamās un, protams, viskapitālākās, sēklas tiek izplatītas, kad tās ēd, un pēc tam iznīcina dzīvnieki. Papildus tam, ka sēklas var izplatīties daudz un tālu, tam ir arī priekšrocība, nodrošinot sēklas labu uztura starteri.

Lai atvieglotu šāda veida izkliedi, augļi ir kļuvuši pievilcīgāki, kad to sēklas ir gatavas, un lai tās kļūtu pamanāmākas kā potenciāli pievilcīgs signāls dzīvniekiem, kuriem ir laiks ēst.

Dzīvnieki, kas ēd augļus, ir zvejnieki, putni, rāpuļi, abinieki un zivis. Starp tiem izrādās, ka putniem un zīdītājiem ir vislielākā loma sēklu izkliedēšanā, un patiesībā vismaz zināmā mērā ir vairāk nekā 35% visu sauszemes putnu un 20% nejūrnieku zīdītāju. Tomēr pārējiem ir loma, un zivis ir īpaši svarīgas tropisko sēklu izkliedēšanai, savukārt bruņurupuči un ķirzakas ir sēklu izkliedes neatņemama sastāvdaļa salu un sausajās ekosistēmās [1].

Vēl 19.gadsimta garumā Charles Darwin in Par sugu izcelsmi (1859) pamanījuši, ka frugivores (vai it īpaši putni) biežāk ēda spilgtas krāsas, nevis tumšās krāsas augļus. Turpmākajos pētījumos tika noskaidrots, ka Eiropas putniem visbiežāk sarkanā krāsā ir augļi, kurus viņi ēda, bet jauno pasauli un neo- un subtropu audzēšanā visbiežāk sastopami melnie augļi.

Interesanti, ka tajos reģionos, kur augļu ēšanas putni bija retāk sastopami, izplatījās daudzkrāsaini augļi, un pēc tam veiktie pētījumi parādīja, ka putni visticamāk izņem augļus ar vairāk nekā vienu krāsu nekā vienkrāsaini augļi. Tāpat vismaz vienā pētījumā zinātnieki konstatēja, ka daudzveidīgie un gaišāki krāsoti gatavie augļi bija biežāk sastopami zirga mugurā (redzami vājā apgaismojumā), savukārt tumšākas krāsas tika konstatētas augstāk (kur vīns ir vieglāks jāievēro.) [2]

Dažādu nogatavojušo augļu krāsu dažādība, spilgtums un atrašanās vieta daudziem ļāva secināt, ka krāsa kalpo trim mērķiem: (1) vērš uzmanību uz augļiem; (2) tas atklāj (vai maskē) augļa atrašanās vietu atkarībā no nogatavināšanas stadijas (bieži vien slēpjas, kad nav nogatavojies un atklāj, kad sēklas ir gatavas izkliedēšanai); un (3) tas signāli, kad augļi ir nogatavojušies un tādējādi optimāli garšīgi mērķa patērētājam.

Protams, var būt citi iemesli, kāpēc augļi ir dažādās krāsās, un viena teorija apgalvo, ka zilie, brūnie un melnie augļi var būt attīstījušies viņu tumšās krāsas, jo tas "absorbē vairāk starojuma… tādējādi paaugstinot augļu temperatūru [un] palielinot vielmaiņas un attīstības tempus. "[3]

Tomēr sēklu izkliedēšana, šķiet, ir primārais augļu krāsas mērķis, tāpat kā garšīgas, sulīgas celulozes ražošanu, ko tā centās panākt ar izkliedētājiem. Faktiski ir atzīmēts, ka "enerģija, kas piešķirta celulozes ražošanai.. ir izmaksas par augu, kurai, iespējams, nav citu mērķu, kā tikai piesaistīt sēklu izplatītājus un aizsargāt sēklas. "[4]

Tiek uzskatīts, ka ne tikai eļļu sēklu pārvadāšanai, bet arī sēņu dīgtspēju veicinoša viela. Izkliedētāja zarnās, celuloze, kas, ja tā nav noņemta, varētu izslēgt dīgšanu, tiek noņemta, jo bieži vien tā ir visa vai daļa no stingras ārējās sēklu pārklājuma, kuras noņemšana bieži paātrina dīgtspēju. Vēl viens uzņemšanas ieguvums ir tāds, ka, kā jau iepriekš minēts, kad sēklas beidzot atstāj izkliedētāju tālu, to ieskauj bagāts potenciālā mēslojuma avots (kas jums un man kā fekālijām zināms) [5].

Bonusa fakts:

Neskatoties uz to, ka nogatavošanās mehānismi ir samērā nesen atklājumi, cilvēki ir faktiski izmantojuši etilēnu, lai kontrolētu nogatavošanās procesus, jo pirms mēs zinājām par hormonu. Pirmais pazīstamais piemērs tam bija Senajā Ēģiptē, kur tās sagriež vīģes un novieto tās ar citiem augļiem un dārzeņiem, lai paātrinātu nogatavošanās procesu, ar brūci, kas stimulē relatīvi lielu etilēna daudzumu. Šobrīd banānu izplatītāji ir iecienīti izmantojuši etilēnu, lai daļēji nogatavinātu augļus pirms galīgās izplatīšanas veikalos. Banāni tiek savākti, kad tie ir diezgan zaļi un grūti. Tie tiek piegādāti tādā veidā, lai viņi varētu ilgstoši braukt tranzītā, kā arī mazinātu iespēju sasitīt zilonis pārvadāšanas laikā. Kad tie atrodas vietējās izplatīšanas noliktavās, tās 24-48 stundas bieži pakļautas etilēna gāzei slēgtā kamerā, lai krasi paātrinātu nogatavināšanas procesu, padarot to gatavu veikala plauktiem.