Анатомия фруктов - Fruit anatomy

Продольный разрез женского цветка кабачок (кабачок), показывая яичник, семяпочки, пестик, и лепестки.

Анатомия фруктов это анатомия растений внутренней структуры фрукты.[1][2]

Плоды зрелые яичник или яичники одного или нескольких цветы. В мясистых фруктах внешний слой (обычно съедобный) - это околоплодник, которая представляет собой ткань, которая развивается из стенки завязи цветка и окружает семя чтобы защитить его в условиях, отличных от родительского растения.

В некоторых фруктах съедобная часть получается не из завязи, а из арил, такой как мангустин или же гранат, а ананас из которых ткани цветка и стебля дают пищу.

Категории фруктов

Фрукты бывают трех основных анатомических категорий: совокупные плоды, несколько фруктов, и простые фрукты. Совокупные плоды образуются из одного сложного цветка и содержат множество завязей или плодов.[3] Примеры включают малина и ежевика. Множественные плоды образуются из сросшихся завязей множества цветков или соцветий.[3] Примером нескольких плодов являются инжир, шелковица и ананас.[3] Простые плоды образуются из одной завязи и могут содержать одно или несколько семян. Они могут быть как мясистыми, так и сухими. У мясистых плодов во время развития околоплодник и другие дополнительные структуры становятся мясистой частью плода.[4] Типы мясистых фруктов - ягоды, семечки и косточки.[5] У ягод весь околоплодник мясистый, но за исключением экзокарпия, который играет роль кожи. Есть ягоды, которые известны как пепо, разновидность ягод с неотделимой кожурой, или гесперидиум, имеющий отделяемую кожуру.[4] Примером пепо является огурец, а лимон может быть примером гесперидиума. Мясистая часть семечковых плодов развивается из цветочной трубки и, как и у ягод, большая часть околоплодника мясистая, но эндокарпий хрящевой, яблоко это пример семечка.[4] Наконец, костянки известны тем, что засеяны мясистым мезокарпием, примером этого может быть персик.[4] Однако есть фрукты, в которых мясистая часть образуется из тканей, не являющихся яичниками, например, в клубнике. Съедобная часть клубники образуется из цветоноса. Из-за этой разницы клубнику называют ложным плодом или дополнительным фруктом. Существует общий метод распространения семян в мясистых плодах. Эти плоды зависят от животных, которые едят плоды и рассеивают семена, чтобы их популяция выжила.[5] Сухие плоды также развиваются из завязи, но, в отличие от мясистых плодов, распространение семян зависит не от мезокарпа, а от эндокарпа.[5] Сухие плоды больше зависят от физических сил, таких как ветер и вода. Семена сухих фруктов также могут разрушать стручки, когда семя выбрасывается из семенной оболочки, разрушая ее. Некоторые сухие фрукты способны образовывать глицинию, что является крайним случаем, когда происходит взрыв стручка, в результате чего семена разлетаются на большие расстояния. Как и мясистые плоды, сухие плоды могут также зависеть от того, чтобы животные распространяли свои семена, прилипая к их шерсти и коже, это называется эпизоохорией. Типы сухофруктов включают семянки, капсулы, фолликулы или орехи. Сухие плоды также можно разделить на раскрывающиеся и нерастущие. Сухие раскрывающиеся плоды описываются как плоды, у которых стручок имеет повышенное внутреннее напряжение, позволяющее высвобождать семена. К ним относятся душистый горошек, соя, люцерна, молочая, горчица, капуста и мак.[5] Сухие нерасцветающие плоды отличаются тем, что не имеют этого механизма и просто зависят от физических сил. Примерами разновидностей несовершенных фруктов являются семечки, орехи и одуванчики.[5]

Эволюционная история

У разных видов растений структура плодов очень разнообразна. Эволюция отобрала у растений определенные черты, которые улучшили бы их приспособленность. Это разнообразие возникло благодаря выбору эффективных методов защиты семян и их распространения в различных средах.[5] Известно, что сухие плоды присутствовали до того, как от них отделились мясистые и мясистые плоды.[5] Исследование, посвященное семье Rubiaceae обнаружили, что внутри семьи мясистые плоды развивались независимо как минимум 12 раз.[6] Это означает, что мясистые плоды не передавались следующим поколениям, но эта форма фруктов была выбрана для разных видов. Это может означать, что мясистый плод является благоприятным и полезным признаком, потому что он не только рассеивает семена, но и защищает их.[7] Также существует множество методов диспергирования, которые используются разными заводами. Было установлено, что истоки этих способов расселения произошли в результате недавних эволюционных изменений.[6] Что касается методов расселения, растения, использующие животных, во многом не изменились по сравнению с первоначальным признаком. В связи с этим можно предположить, что рассредоточение животных является эффективной формой расселения, однако нет никаких доказательств того, что это увеличивает расстояния расселения.[6] Следовательно, остается вопрос, какой эволюционный механизм вызывает такое резкое разнообразие. Однако было обнаружено, что простые изменения в генах, регулирующих развитие, могут вызывать большие изменения в анатомической структуре плода.[5] Даже не зная механизма, вовлеченного в биоразнообразие фруктов, ясно, что это разнообразие важно для продолжения популяций растений.

Анатомия простых фруктов

Схема типового костянка (персик ), показывая как фрукты и семя
Схематическое изображение апельсин гесперидиум
Сегмент апельсин который был открыт, чтобы показать мякоть (везикулы сока ) эндокарпа

В ягодах и костянки околоплодник образует съедобную ткань вокруг семян. В других фруктах, таких как Цитрусовые и косточковые (Prunus ) поедаются только отдельные слои околоплодника. В дополнительные фрукты другие ткани превращаются в съедобную часть плода, например, сосуд цветка в клубника.

Слои околоплодника

У мясистых плодов околоплодник обычно состоит из трех отдельных слоев: эпикарпия (также известного как экзокарпий), который является самым внешним слоем; мезокарпий - средний слой; и эндокарпий, представляющий собой внутренний слой, окружающий завязь или семена. В цитрусовых эпикарп и мезокарпий составляют основу чистить. У сухих плодов слои околоплодника четко не различимы.

Эпикарп

Эпикарп (от Греческий: эпи-, "на" или "на" + -карп, "фрукт") ботанический термин для самого внешнего слоя околоплодника (или плода). Эпикарпия образует жесткую внешнюю оболочку плода, если она есть. Эпикарп иногда называют экзокарп, или, особенно в цитрусовые, то Flavedo.

Flavedo

Flavedo в основном состоит из целлюлозный материал но также содержит другие компоненты, такие как эфирные масла, парафиновые воски, стероиды и тритерпеноиды, жирные кислоты, пигменты (каротиноиды, хлорофиллы, флавоноиды ), горькие принципы (лимонин ), и ферменты.

У цитрусовых flavedo составляет периферическую поверхность околоплодника. Он состоит из нескольких слоев клеток, которые становятся все толще во внутренней части; то эпидермический слой покрыт воском и содержит мало устьица, которые во многих случаях закрываются, когда плод созревает.

Созревшие клетки флаведо содержат каротиноиды (в основном ксантофилл ) внутри хромопласты, который на предыдущем этапе развития содержал хлорофилл. Это гормонально контролируемое развитие отвечает за изменение цвета плода с зеленого на желтый при созревании.

Внутренняя область флаведо богата многоклеточными телами сферической или грушевидная форма формы, которые полны эфирных масел.

Мезокарпий

Мезокарпий (от греч. мезо-, "средний" + -карп, «плод») - мясистый средний слой околоплодника плода; находится между эпикарпом и эндокарпием. Обычно съедается часть плода. Например, мезокарпий составляет большую часть съедобной части персика и значительную часть помидора. «Мезокарпий» может также относиться к любому фрукту, который полностью мясистый.

В гесперидиум, как найдено в Цитрусовый фрукт, мезокарпий также называют альбедо или же сердцевина. Это внутренняя часть чистить и обычно удаляется перед едой. В цитрон, где мезокарпий является наиболее заметной частью, он используется для производства Succade.

Эндокарпий

Оливковое костянка (слева), эндокарпий (в центре) и семя (справа).

Эндокарпий (с греческого: эндо-, "внутри" + -карп, "фрукт") ботанический термин для внутреннего слоя околоплодника (или плода), который непосредственно окружает семена. Он может быть перепончатым, как в цитрусовые где это единственная часть, или толстая и твердая, как в косточковые фрукты семьи Розоцветные Такие как персики, вишня, сливы, и абрикосы.

В орехи, это каменистый слой, окружающий ядро орехи пекан, грецкие орехи и т. д., которые удаляются перед употреблением.

У цитрусовых эндокарпий разделен на секции, которые называются сегменты. Эти сегменты заполнены везикулы сока, в составе которых содержится фруктовый сок.

Анатомия плодов травы

Зерна трав представляют собой односемянные простые плоды, в которых околоплодник (стенка завязи) и оболочка семян слиты в один слой. Этот вид фруктов называется зерновка. Примеры включают зерновые культуры, такие как пшеница, ячмень и рис.

Мертвый околоплодник сухих плодов представляет собой сложный слой, способный накапливать активные белки и другие вещества для увеличения выживаемости прорастающих семян.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Beck CB (22 апреля 2010 г.). Введение в структуру и развитие растений: анатомия растений для XXI века. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-1-139-48636-1.
  2. ^ Панди С.Н., Чадха А. (1993). Учебник по ботанике: анатомия растений и экономическая ботаника. Vikas Publishing House Pvt Ltd. ISBN  978-0-7069-8685-3.
  3. ^ а б c Evert RF, Eichhorn SE, Raven PH (2012-03-02). Ворон Биология растений (8-е изд.). Нью-Йорк. ISBN  9781429219617. OCLC  781446671.
  4. ^ а б c d Эверт РФ, Эйххорн С.Е., Перри Дж.Б., Рэйвен П.Х. (2013). Лабораторные темы по ботанике: в сопровождении Ворона Биология растений (8-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: W.H. Фриман и Ко. ISBN  9781464118104. OCLC  820489734.
  5. ^ а б c d е ж грамм час Дардик С., Каллахан А.М. (2014). «Эволюция плодового эндокарпа: молекулярные механизмы, лежащие в основе адаптации в стратегиях защиты семян и распространения». Границы науки о растениях. 5: 284. Дои:10.3389 / fpls.2014.00284. ЧВК  4070412. PMID  25009543.
  6. ^ а б c Бремер Р., Эрикссон О. (сентябрь 1992 г.). «Эволюция плодовых признаков и способов распространения в тропическом семействе Rubiaceae». Биологический журнал Линнеевского общества. 47 (1): 79–95. Дои:10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00657.x. ISSN  0024-4066.
  7. ^ Xiang Y, Huang CH, Hu Y, Wen J, Li S, Yi T, Chen H, Xiang J, Ma H (февраль 2017 г.). «Эволюция типов плодов розоцветных на основе ядерной филогении в контексте геологических времен и дублирования генома». Молекулярная биология и эволюция. 34 (2): 262–281. Дои:10.1093 / molbev / msw242. ЧВК  5400374. PMID  27856652.
  8. ^ Годвин Дж., Равив Б., Графи Г. (декабрь 2017 г.). «Мертвые околоплодники сухих фруктов служат долгосрочным хранилищем активных гидролитических ферментов и других веществ, влияющих на прорастание и рост микробов». Растения. 6 (4): 64. Дои:10.3390 / растения6040064. ЧВК  5750640. PMID  29257090.

внешняя ссылка