Przyznajmy - naprawdę nie lubimy nasion. Oczywiście nie jest to uniwersalna prawda. W końcu wiele produktów spożywczych to w rzeczywistości nasiona (fasola, groch, ryż, kukurydza, kawa, kakao) lub pochodzą z nasion (mąka, olej) i potrzebujemy nasion do rozmnażania wielu roślin. Jednak w przypadku winogron, arbuza, bananów, cytrusów i niektórych innych owoców i warzyw nasiona mogą być uciążliwe. Nasiona w wielu owocach są zmieszane z częścią, którą jemy, i nie są ograniczone do niejadalnej części, takiej jak jabłka, ani małych, jak jagody i truskawki. Chrupnięcie dużego ziarna nie jest przyjemne i jeśli nie jest to konkurs, często wyplucie go jest społecznie niezręczne. Dlatego skaczemy na szansę pozbycia się nasion lub przynajmniej zredukowania ich do możliwej do opanowania liczby.
Rośliny bez pestek nie są powszechne, ale istnieją naturalnie lub mogą być manipulowane przez hodowców roślin bez stosowania technik inżynierii genetycznej. Żadne obecne rośliny bezpestkowe nie są organizmami modyfikowanymi genetycznie (GMO). Podobnie jak w przypadku wielu systemów roślinnych, kilka etapów musi działać poprawnie na „ścieżce” produkcji produktu końcowego (w tym przypadku nasion). Kompromis na jakimkolwiek etapie prowadzi do porażki. Brak nasion jest dla rośliny bezużyteczny, ponieważ nie daje potomstwa, dlatego większość roślin bezpestkowych rozmnaża się przez szczepienie lub sadzonki (wyjątkami są ogórki i arbuz). Jest to jednak cecha dziedziczna przenoszona przez pyłki i utrzymywana w puli genów, dopóki ponownie nie pojawi się właściwa kombinacja rodzicielska, aby wyprodukować roślinę z owocami bez pestek. Ponieważ pojawiają się one naturalnie, a ludzie są spostrzegawczymi, ciekawskimi i zaradnymi stworzeniami, kiedy znajdziemy coś, co nam się podoba, w pełni to wykorzystamy. Dlaczego więc niektóre owoce są bez pestek?
Dziewicze owoce
Wszystkie owoce bezpestkowe należą do ogólnej kategorii zwanej partenokarpią. Partenokarpia to greckie słowo oznaczające „dziewiczy owoc”. Jest to sytuacja, w której owoc rozwija się bez zapłodnienia zalążka (część kwiatu, która po zapłodnieniu przekształca się w nasiona). W przypadku tych roślin zapylanie może być konieczne lub nie, aby wywołać produkcję hormonów w celu pobudzenia ściany jajnika do pęcznienia i tworzenia owoców. Jednak nie dochodzi do nawożenia i rozwoju nasion i nie ma „śladów nasion” ani resztek nasion. W niektórych przypadkach rozwój owoców można stymulować pod nieobecność pyłku poprzez stosowanie zewnętrznych hormonów. Ten brak pestek występuje w niektórych odmianach ogórków, persymonów, winogron, cytrusów, ananasów i innych. Ten rodzaj beznasienia często daje mniejsze owoce niż ich odpowiedniki z nasionami.
Niektóre rośliny zdolne do produkcji nasion mogą mieć bezpłodny pyłek lub inne powody, które czynią je niezdolnymi do tworzenia nasion, a do wytworzenia nasion wymagają zapylenia przez innego, genetycznie odmiennego członka tego gatunku. Sadzone w dużych sadach są otoczone identycznymi genetycznie kopiami samych siebie, co powoduje, że produkują owoce partenokarpiczne. Wiele cytrusów działa w ten sposób.
Ślad nasion
Stenospermocarpy to rodzaj partenokarpii, w którym następuje zapłodnienie i nasiona zaczynają się rozwijać, ale ostatecznie ulegają przerwaniu, pozostawiając zauważalny „ślad nasion”. Ślady nasion różnią się wielkością w zależności od tego, jak daleko posunął się rozwój nasion przed aborcją i są na ogół na tyle miękkie, że nie mają chrupkości w pełni rozwiniętych nasion. Dzieje się tak w większości bezpestkowych winogron, arbuza i innych owoców. Hodowcy winogron bez pestek wykorzystują ten częściowy proces rozwoju, usuwając rozwijające się nasiona przed aborcją i uprawiając je na rośliny przy użyciu technik hodowli tkankowej. W ten sposób oboje rodzice posiadają cechę beznasienną, dając w ten sposób większą liczbę bezpestkowego potomstwa.
Zakłócenie procesu rozwoju nasion występuje z wielu powodów. Arbuz i banan są bez pestek, ponieważ mają trzy zestawy chromosomów, co daje im nieparzystą liczbę do pracy, gdy wytwarzają pyłki i komórki jajowe. Większość organizmów ma parzystą liczbę chromosomów, więc powstałe komórki jajowe i pyłkowe otrzymują parzystą liczbę chromosomów, które zawierają materiał genetyczny, np. DNA, aby połączyć się w potomstwo. Kiedy triploidy tworzą jaja i pyłek, w procesie powstaje liczba nieparzysta, w wyniku czego jaja i pyłek nie otrzymują jednakowego komplementu chromosomowego, dlatego brakuje im informacji potrzebnych do przeżycia. Pyłek z triploidów często wydaje się pomarszczony i słabo uformowany.
Przejście
Organizmy triploidalne występują naturalnie lub można je rozwinąć przez skrzyżowanie diploidalnego (dwa zestawy chromosomów) z tetraploidem (cztery zestawy chromosomów) w celu wytworzenia triploidu. W przypadku arbuza zapylenie musi nastąpić, aby owoc mógł się rozwinąć, a ponieważ pyłek triploidalny nie kiełkuje, odmiany diploidalne są sadzone, aby zapewnić żywotny pyłek do wywoływania owoców bez pełnego rozwoju nasion. Białe ślady nasion są dobrze widoczne w arbuzie
Beznasienne występowanie stenospermokarpów we wszystkich dotychczas badanych winogronach jest wynikiem naturalnie występującej szkodliwej „mutacji punktowej” w części dotyczącej chromosomu winogron odpowiedzialnego za rozwój nasion. Wiele osób używa słowa mutacja lub mutacja w negatywnym kontekście, ale większość zmian, które uznamy za pożądane, pojawiła się w sposób naturalny.
Podjęto wysiłek, aby uzyskać wiśnie bez pestek. Jest jednak różnica między „pestką” a nasieniem. Pit to twarda, kamienista tkanka otaczająca nasiona oliwek, wiśni, brzoskwiń, śliwek i moreli i nie jest częścią nasion. Naukowcom udało się wyhodować wiśnie bez pestek, ale nie bez pestek.
Brak pestek może, ale nie musi, zmienić charakter owocu. Nasiona w owocach mogą pomóc wciągnąć energię i składniki odżywcze do zmieniających się cech owocu, takich jak poziom składników odżywczych i cukru, rozmiar owoców, liczba owoców, czas dojrzałości i inne. Hodowcy i ogrodnicy wykonali dobrą robotę, stosując standardowe techniki hodowli i produkcji, aby przezwyciężyć te ograniczenia.
Aby uzyskać więcej informacji:
Michigan State University
www.canr.msu.edu