Hogyan szaporodnak a mag nélküli gyümölcsöt termő növények?

A növények képesek mag nélküli gyümölcsöket létrehozni egy partenokarpiának nevezett folyamat révén, amelyet az emberiség már régóta alkalmaz a mezőgazdaságban.

Egy lédús, érett görögdinnye beleharapása a nyár egyik legnagyobb öröme, különösen, ha nem kell kiköpködni a magokat. Az emberek valóban számos gyümölcsöt alakítottak át mag nélkülivé, hogy kellemesebb legyen az étkezési élmény.

De ha nincsenek magok, hogyan szaporodnak ezek a növények?

A gyümölcsöt termő növényeknél a megtermékenyítés általában egy kétlépcsős folyamat: a hím növények pollenje megtermékenyíti a női növény petesejtjét; ez a petesejt maggá alakul, míg a petefészek gyümölccsé fejlődik. Azonban néhány növényben mindkét ivarszerv megtalálható, ami lehetővé teszi az önmegtermékenyítést. Megtermékenyítés nélkül azonban sem mag, sem gyümölcs nem jön létre. Ritka esetekben viszont előfordulhat, hogy gyümölcs megtermékenyítés nélkül is kifejlődik, és ez néhány különböző módszer révén valósul meg, amelyeket összefoglaló néven partenokarpiának neveznek, a görög „szűz gyümölcs” kifejezés után.

Charles Gasser, a Kaliforniai Egyetem (Davis) emeritus professzora, aki pályafutását a növényi petesejtek molekuláris evolúciójának tanulmányozásával töltötte, a Live Science-nek elmondta, hogy bár a partenokarpiát ma már széles körben alkalmazzák a modern mezőgazdaságban, eredetileg természetes jelenségként jelent meg.

A köldöknarancs például egy véletlenszerű genetikai mutáció eredményeként jött létre, amely egyetlen ágat hozott létre mag nélküli gyümölcsökkel valamikor régen. (Sokan egy 1800-as évekbeli brazil kolostor fájára mutatnak.) Az emberek az ágból származó oltványokat más fákra oltották, és ma a világ összes köldöknarancsa ennek az eredeti ágnak a klónja. Mivel ezek a klónok nem alkalmasak az önbeporzásra, egy azonos növényekből álló gyümölcsös legtöbb gyümölcsét partenokarpiával hozza létre. Hasonló felfedezés vezetett a mag nélküli szőlőhöz, amely valószínűleg az ókori Rómában jelent meg először, majd Iránon és Törökországon keresztül az 1870-es években érkezett meg Amerikába.

A görögdinnyék és a banánok esetében a folyamat még bonyolultabb. A növényeknek gyakran több mint két kromoszómapéldányuk van – ezt poliploidiának nevezik –, és mag nélküli gyümölcsök akkor nőnek, ha a keresztezések olyan utódokat hoznak létre, amelyek kromoszómái nem kompatibilisek. A kereskedelmi termesztők például mag nélküli görögdinnyét úgy állítanak elő, hogy egy négy kromoszómapéldányos görögdinnye növényt kereszteznek egy két kromoszómapéldányos növénnyel. Az eredményül kapott utódok, amelyek páratlan számú kromoszómával rendelkeznek, mag nélküli gyümölcsöt hoznak, míg a páros számú utódokat magok előállítására használják. Hasonlóképpen, a mai kereskedelmi banánok mindhárom kromoszómapéldánnyal rendelkeznek, ezért csak ivartalan szaporítással szaporíthatók.

Bizonyos esetekben a botanikusok megtanulták, hogyan idézhetik elő a poliploidiát vagy a partenokarpiát hormonok alkalmazásával. A fenyőalma például diploid, de képes megtermékenyítés nélkül gyümölcsöt hozni, ha gibberellinsav nevű hormonnal kezelik.

Gasser elmondta, hogy a tudósoknak több hipotézisük is van arra, miért fejlődhettek ki ezek a képességek a növényekben. Az egyik ok, hogy a növények könnyebben hibridizálódnak, mint például a gerincesek, és a hibridizáció új evolúciós lehetőségeket nyit meg. Még ha néhány kombináció nem is válik be, a kutatók dokumentáltak olyan példákat, amikor a hibrid erősebb volt, mint bármelyik szülője. A poliploidia nagyobb magokat eredményez, amelyek több kromoszómát tartalmaznak, és így nagyobb eséllyel jutnak át az állatok gyomrának savas környezetén.

Végül, mivel a gyümölcs célja az állatok vonzása a magok szétszórásához, a partenokarpia lehetővé teheti, hogy a fák kevesebb energia ráfordítással több gyümölcsöt termeljenek, ha nem kell magokat is előállítaniuk. „Elképzelhető, hogy a partenokarpia azért alakul ki, mert továbbra is vonzza azokat a hordozókat, amelyek a magokat szétszórják, még akkor is, ha nem minden gyümölcs tartalmaz magot” – mondta Gasser.

Függetlenül attól, hogy miért léteznek mag nélküli gyümölcsök, ezek érdekes gondolatkísérletet jelentenek – állítja Stacey Smith, a Colorado Boulder Egyetem növényi evolúciós biológusa. Egyrészt sokuk evolúciós zsákutca, mivel emberi beavatkozás nélkül nem képesek fennmaradni. Ugyanakkor ugyanezért rendkívül sikeresek is. Alig akadnak, ha egyáltalán vannak, vad köldöknarancsok, mégis becslések szerint Kalifornia idén 76 millió kartonnal fog belőlük termelni.

„Személyes véleményem szerint minden háziasított növény valamilyen értelemben győzött, mert nem kell saját magát szaporítania – mi tesszük ezt meg helyette” – mondta Smith a Live Science-nek. „Csak mert nem szaporodnak ivarosan, és nem hoznak létre magokat, kit érdekel? Soha nem hagyunk fel a görögdinnyék evésével, és az, hogy mag nélkülieket tudunk készíteni, csak azt jelenti, hogy többet eszünk belőlük.”

agrotrend.hu / Live Science