Dlaczego owoce zmieniają kolor i smak w miarę dojrzewania

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-16 10:20

Odpowiedzi na to pytanie można podzielić na dwa sposoby - najpierw, patrząc na to, co dzieje się wewnętrznie, gdy owoce dojrzewają, i po drugie przyglądają się, dlaczego te rośliny ewoluowały, aby to zrobić w ogóle, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że jest to pozornie masowe marnowanie energii i zasobów zakładu w celu wytworzenia owoców o dowolnym kolorze wokół nasion.

Podczas gdy istnieje wiele różnych rodzajów owoców, mówiąc ogólnie, wiele owoców zaczyna się trochę odcień zieleni dzięki obfitości chlorofilu, który przy pomocy słońca i składników odżywczych z gleby, jest używany do produkcji dużej zawartości owoc, na tym etapie głównie skrobia. W pewnym momencie rozwoju owoców, zwykle gdy nasiona są prawie w pełni dojrzałe, rozpoczyna się proces dojrzewania, w wielu owocach wywołany przez naturalnie wyprodukowany gazowy węglowodór etylenowy.

Dokładnie to, w jaki sposób etylen ułatwia dojrzewanie, jest wciąż bieżącym obszarem badań, ale w skrócie, receptory w roślinie ostatecznie wiążą się z etylenem. To powoduje, że niektóre geny wyłączają się, a inne włączają, co powoduje powstawanie różnych enzymów ułatwiających proces dojrzewania, takich jak amylazy, które przekształcają skrobię w cukry proste, oraz pektynazy, które rozkładają ściany komórkowe owoców., zmiękczając go, aby wnętrze było łatwiej dostępne.

Podczas gdy kuszące sosy są osłodzone i łatwiej dostępne, chlorofil rozkłada się przez enzymy hydrolityczne, ostatecznie usuwając zielony kolor. Ponieważ tak się dzieje, niektóre pigmenty są syntetyzowane, podczas gdy inne, które były tam cały czas, ale zostały zamaskowane przez chlorofil. Dwoma głównymi winowajcami produkującymi tu kolory są karotenoidy, które są generalnie odpowiedzialne za pomarańczowe i żółte kolory owoców i antocyjany, które są zazwyczaj odpowiedzialne za purpury, czerwienie i błękity. (Nawiasem mówiąc, podobnym procesem jest to, co dzieje się jesienią z liśćmi drzewa, patrz: Dlaczego liście zmieniają kolor jesienią).

Teraz, dlaczego niektóre rośliny ewoluowały, aby produkować kolorowe, smaczne owoce. Inaczej niż w science fiction, rośliny są względnie nieruchome, więc te, które przetrwały tysiąclecia, rozwinęły kilka genialnych metod rozprzestrzeniania swoich nasion. Niektóre mają pływające nasiona, które unosi się na wietrze lub wodzie, inne są przenoszone i pochowane przez pracujące gryzonie i ssaki, podczas gdy inne trzymają się futra i piór przemijającej fauny i podjeżdżają. Ale być może najbardziej rozpowszechnionym, a na pewno najbardziej scatologicznym sposobem rozprzestrzeniania się nasion jest jedzenie, a następnie wypuszczanie zwierząt. Poza potencjalnym rozrzucaniem nasienia daleko i szeroko, ma to także tę zaletę, że dostarcza dobrego startera do żywienia.

Aby ułatwić ten rodzaj rozprzestrzeniania, owoce ewoluowały, aby stać się smaczniejsze, gdy ich nasiona są gotowe i zmienić się na bardziej zauważalny kolor jako potencjalnie atrakcyjny sygnał dla zwierząt, że nadszedł czas jedzenia.

Zwierzęta jedzące owoce to owocożercy, w tym ssaki, ptaki, gady, płazy i ryby. Spośród nich okazuje się, że ptaki i ssaki odgrywają największą rolę w rozprzestrzenianiu się nasion, a w rzeczywistości ponad 35% wszystkich ptaków lądowych i 20% ssaków innych niż morskie to owocożercy, przynajmniej w pewnym stopniu. Niemniej jednak, inni mają do odegrania rolę, a ryby są szczególnie ważne dla rozpraszania tropikalnych nasion, podczas gdy żółwie i jaszczurki są integralną częścią rozprzestrzeniania się nasion w wyspiarskich i suchych ekosystemach. [1]

Już w XIX wieku Karol Darwin w O pochodzeniu gatunków (1859) zauważyli, że owocożerne (a dokładniej ptaki) częściej jadły jaskrawo kolorowe, w przeciwieństwie do matowych, owoce. Kolejne badania wykazały, że dla ptaków europejskich owoce, które jedli, najczęściej były czerwone, podczas gdy dla tych w Nowym Świecie, a także dla gatunków neo- i subtropikalnych, czarne owoce są najbardziej popularne.

Co ciekawe, w regionach, w których ptaki spożywające owoce były mniej powszechne, rozmnażały się wielokolorowe owoce, a kolejne badania wykazały, że ptaki częściej usuwają owoce o więcej niż jednym kolorze niż owoc jednokolorowy. Podobnie, w co najmniej jednym badaniu naukowcy stwierdzili, że dojrzałe owoce o wielu i jaśniejszych kolorach były bardziej powszechne w podszyciu (widoczne w słabym świetle), podczas gdy ciemniejsze kolory znajdowały się wyżej (gdzie łatwiej jest owocowi). być zauważonym). [2]

Odcień, jasność i umiejscowienie różnorodności różnych dojrzałych kolorów owoców doprowadziły wielu do wniosku, że kolor służy trzem celom: (1) zwraca uwagę na owoce; (2) ujawnia (lub maskuje) umiejscowienie owocu w zależności od etapu dojrzewania (często ukrywa się, gdy nie jest dojrzałe i odsłania, gdy ziarno w środku jest gotowe do rozproszenia); i (3) sygnalizuje, kiedy owoc jest dojrzały, a zatem optymalnie smaczny dla docelowego konsumenta.

Oczywiście, mogą istnieć inne powody, dla których owoce mają różne kolory, a jedna z teorii głosi, że niebieskie, brązowe i czarne owoce mogły wyewoluować swoje ciemne barwy, ponieważ "pochłania ono więcej promieniowania… w ten sposób podnosząc temperaturę owoców zwiększając tempo metabolizmu i rozwoju. "[3]

Niemniej jednak rozpraszanie nasion wydaje się być głównym celem barwienia owoców, podobnie jak produkcja smacznej, soczystej miazgi, poszukiwanej przez rozpraszacze. W rzeczywistości zauważono, że "energia przeznaczona na produkcję miazgi.. stanowi koszt dla rośliny, która prawdopodobnie nie ma innego celu, jak tylko przyciągnąć rozprowadzacze nasion i chronić nasiona. "[4]

Oprócz transportu zjadanych nasion, uważa się, że spożycie środka dyspergującego pomaga również w kiełkowaniu nasion. W jelitach dyspergatora miazga, która, jeśli nie została usunięta, może zapobiec kiełkowaniu, jest usuwana, ponieważ często jest ona częścią lub częścią twardej zewnętrznej powłoki nasiennej - której usunięcie często przyspiesza kiełkowanie. Inną zaletą połknięcia jest to, że, jak wcześniej wspomniano, kiedy nasiona ostatecznie opuszczają dyspergator w odległym miejscu, są otoczone bogatym źródłem potencjalnego nawozu (znanego tobie i mnie jako materii kału). [5]

Fakt premiowy:

Pomimo mechanizmów dojrzewania będących stosunkowo niedawnym odkryciem, ludzie faktycznie używali etylenu do kontrolowania procesów dojrzewania, zanim dowiedzieliśmy się o tym hormonie. Pierwsze znane tego zjawisko miało miejsce w starożytnym Egipcie, gdzie ciąć figi i umieszczać je wraz z innymi owocami i warzywami w celu przyspieszenia procesu dojrzewania, z raną stymulującą produkcję stosunkowo dużych ilości etylenu. Obecnie etylen jest popularnie wykorzystywany przez dystrybutorów bananów do częściowego dojrzewania owoców przed ostateczną dystrybucją do sklepów. Banany są zbierane, gdy są dość zielone i twarde. Są wysyłane w ten sposób, aby mogły być przewożone przez dłuższy czas, a także zmniejszyć ryzyko siniaków podczas transportu. Po dotarciu do lokalnych magazynów dystrybucyjnych są one często wystawiane na działanie etylenu w zamkniętej komorze przez 24-48 godzin, aby drastycznie przyspieszyć proces dojrzewania, dzięki czemu są gotowe na półki sklepowe.