لماذا الفواكه تغيير لون ونكهة لأنها تنضج

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-16 10:18

هناك طريقتان للإجابة على هذا السؤال - أولاً ، بالنظر إلى ما يجري داخليًا ، في حين تنضج الثمرة ، وثانيًا النظر في سبب تطور هذه النباتات للقيام بذلك على الإطلاق ، لا سيما بالنظر إلى أنها على ما يبدو النفايات الهائلة من طاقة النبات والموارد لإنتاج ثمار أي لون حول بذورها.

في حين أن هناك العديد من أنواع الفواكه المختلفة ، تحدث بشكل عام ، العديد من الفواكه تبدأ بعض الظل الأخضر بفضل وفرة من الكلوروفيل ، والتي ، بمساعدة الشمس والمغذيات من التربة ، تستخدم لإنتاج الكثير من محتويات الفاكهة ، في هذه المرحلة أساسا النشا. في مرحلة معينة من نمو الثمار ، عادة عندما تنضج البذرة بشكل كامل تقريبا ، تبدأ عملية النضج ، في العديد من الثمار الناتجة عن الإيثيلين الغازي للهيدروكربونات المنتجة طبيعيا.

لا يزال بالضبط كيف يسهل الإثيلين عملية النضج مجالًا مستمرًا من الأبحاث ، ولكن باختصار ، فإن المستقبلات الموجودة في النبات تصل في النهاية إلى الارتباط بالإثيلين. يؤدي هذا إلى إطلاق جينات معينة وإيقاف تشغيلها ، مما يؤدي إلى إنشاء إنزيمات مختلفة تسهل عملية النضج ، مثل الأميليز ، التي تحول النشا إلى السكريات البسيطة ، والبكتيناز ، الذي يكسر جدران الخلية من الفاكهة. وتخفيفها لجعل الداخل أكثر سهولة.

في الوقت الذي يتم فيه تحبيب الأحشاء الجذابة وتسهيل الوصول إليها ، يتم تكسير الكلوروفيل عن طريق الإنزيمات المائية ، مما يؤدي في النهاية إلى إزالة اللون الأخضر. كما يحدث هذا ، يتم الحصول على بعض الصبغات في حين يتم الكشف عن الآخرين التي كانت هناك طوال الوقت ، ولكن ملثمين من قبل الكلوروفيل. المسببان الرئيسيان اللذان ينتجان الألوان هنا هما الكاروتينويدات ، وهما المسؤولان عمومًا عن اللونين البرتقالي والأصفر في الفواكه ، والأنثوسيانين ، اللذان عادة ما يكونان مسئولين عن الأندوب ، الأحمر ، والبلوز. (بالمناسبة ، عملية مماثلة لهذا هي ما يحدث في الخريف مع أوراق الشجر ، انظر: لماذا يترك اللون يتغير في الخريف.)

الآن لماذا تطورت بعض النباتات لإنتاج الفواكه اللذيذة الملونة. بخلاف الخيال العلمي ، تكون النباتات غير متحركة نسبيًا بحيث تطورت تلك التي عاشت على مدى آلاف السنين بعض الأساليب المبتكرة لنشر بذورها. فبعضها يحتوي على بذور طافية تطفو على الريح أو الماء ، وبعضها يحملها ويدفنها القوارض والثدييات الكادحة ، في حين يلتصق الآخرون بالفراء وريش الحيوانات المارة ويصطدمون بالركوب. لكن ربما تكون أكثر البذور انتشارًا ، وبالتأكيد أكثرها انتشارًا ، هي عندما يتم تناولها ، ثم تتسرب منها الحيوانات في وقت لاحق. وبعيدا عن احتمال انتشار البذور على نطاق واسع ، فإن هذا له أيضا فائدة جانبية تتمثل في توفير البذور للبداية الجيدة للتغذية.

لتسهيل هذا النوع من التشتت ، تطورت الثمار لتصبح ألذًا عندما تكون بذورها جاهزة وتتحول إلى لون أكثر وضوحًا كإشارة جاذبة محتملة للحيوانات لدرجة أن الوقت قد حان لتناول الطعام.

الحيوانات التي تأكل الفواكه هي حيوانات صلبة ، بما في ذلك الثدييات والطيور والزواحف والبرمائيات والأسماك. ومن بين هذه العوامل ، يبدو أن الطيور والثدييات تلعب الدور الأكبر في تشتت البذور ، وفي الواقع ، فإن أكثر من 35٪ من جميع الطيور البرية و 20٪ من الثدييات غير البحرية هي من الآفات ، على الأقل إلى حد ما. ومع ذلك ، فإن للآخرين دور يلعبونه ، والأسماك هي المفتاح بشكل خاص لتشتت البذور الاستوائية ، في حين أن السلاحف والسحالي هي جزء لا يتجزأ من انتشار البذور في النظم البيئية القاحلة والجافة. [1]

بقدر ما يعود إلى القرن التاسع عشر ، تشارلز داروين في على أصل الأنواع لاحظ (1859) أن الفواكه (أو أكثر بشكل خاص ، الطيور) أكثر شيوعا أكل الفواكه الملونة الزاهية ، بدلا من الثمار الملونة. ووجدت دراسات لاحقة أنه بالنسبة للطيور الأوروبية ، كانت الثمرة التي أكلتها حمراء في أغلب الأحيان ، بينما بالنسبة للذين يعيشون في العالم الجديد ، والأدوية الجديدة والمتناهية الصغر ، تعد الفواكه السوداء هي الأكثر شعبية.

ومن المثير للاهتمام ، في تلك المناطق التي كانت فيها طيور أكل الفواكه أقل شيوعا ، تكاثرت الفواكه متعددة الألوان ، وأظهرت الدراسات اللاحقة أن الطيور كانت أكثر عرضة لإزالة فاكهة بأكثر من لون واحد من الفاكهة أحادية اللون. وبالمثل ، في دراسة واحدة على الأقل ، وجد العلماء أن الثمار الناضجة متعددة الألوان وأكثر إشراقاً كانت أكثر شيوعًا في الثيابي (لتكون مرئية في الضوء المنخفض) ، في حين تم العثور على ألوان باهتة أعلى (حيث يكون من الأسهل بالنسبة للفاكهة). يجب ملاحظتها). [2]

وقد أدى لون ، سطوع وموقع مجموعة متنوعة من ألوان الثمار الناضجة العديد من الاستنتاج أن اللون يخدم ثلاثة أغراض: (1) أنه يلفت الانتباه إلى الفاكهة ؛ (2) أنها تكشف (أو تمويه) موقع الثمرة حسب مرحلة النضج (غالباً ما تختبئ عندما لا تكون ناضجة وتكشف عندما تكون البذرة في الداخل جاهزة للتشتت) ؛ و (3) أنه يشير عندما تكون الفاكهة ناضجة ، وبالتالي ، لذيذ على النحو الأمثل للمستهلك المستهدف.

وبالطبع ، قد تكون هناك أسباب أخرى وراء اختلاف ألوان الثمار ، وتعتقد إحدى النظريات أن الثمار الزرقاء والبنية والأسود قد تكون قد طورت ألوانها الداكنة لأن هذا "يمتص المزيد من الإشعاع… وبالتالي رفع درجة حرارة الثمار [و] زيادة معدلات التمثيل الغذائي والنمو. "[3]

ومع ذلك ، يبدو أن تشتت البذور هو الهدف الرئيسي لتلوين الفاكهة ، وكذلك إنتاج اللب اللذيذ ، العصير ، الذي يسعى إليه المشتتات. في الواقع ، لقد لوحظ أن "الطاقة المخصصة لإنتاج اللب.. يمثل تكلفة للمصنع الذي ربما لا يكون له غرض آخر غير جذب موزعات البذور وحماية البذور. "[4]

بالإضافة إلى نقل بذور تؤكل ، ويعتقد أن ابتلاع الموزع يساعد أيضا في إنبات البذور. في أمعاء المشتتات ، تتم إزالة اللب ، الذي إذا لم يتم إزالته يمكن أن يحول دون النمو ، حيث أنه غالباً ما يكون كل أو جزء من طلاء البذور الخارجي القاسي - والذي يؤدي إزالته في كثير من الأحيان إلى تسريع الإنبات. فائدة أخرى من الابتلاع هي أنه ، كما سبق ذكره ، عندما تترك البذور في نهاية المطاف المشتت في مكان بعيد ، فهي محاطة بمصدر غني للأسمدة المحتملة (المعروفة لك ولي كأمر برازي). [5]

حقيقة المكافأة:

على الرغم من الآليات المشاركة في النضج كونه اكتشافًا حديثًا نسبيًا ، فقد استخدم البشر الإثيلين للتحكم في عمليات النضج منذ قبل معرفتنا بالهرمون. أول مثال معروف لهذا كان في مصر القديمة حيث كانوا يقطعون التين ويضعونهم مع الفواكه والخضروات الأخرى من أجل تسريع عملية النضج ، مع الجرح يحفز إنتاج كميات كبيرة نسبيا من الإيثيلين. واليوم ، يستخدم موزعو الموز الإثيلين بشكل شائع لتنظيف الفاكهة قبل التوزيع النهائي للمخازن. يتم اختيار الموز عندما تكون خضراء وخشنة. يتم شحنها بهذه الطريقة للسماح لهم بالعبور لفترات أطول ، وكذلك تقليل فرص الكدمات أثناء النقل. وبمجرد وصولهم إلى مستودعات التوزيع المحلية ، فإنهم غالباً ما يتعرضون لغاز الإيثيلين في غرفة مغلقة لمدة 24 إلى 48 ساعة لتسريع عملية النضج بشكل جذري ، مما يجعلها جاهزة لرفوف المتاجر.