Atzīsim - mums ļoti nepatīk sēklas. Tas, protams, nav universāli taisnība. Galu galā daudzas pārtikas preces faktiski ir sēklas (pupas, zirņi, rīsi, kukurūza, kafija, kakao) vai nāk no sēklām (milti, eļļa), un mums ir vajadzīgas sēklas, lai pavairotu daudzus augus. Tomēr, runājot par vīnogām, arbūzu, banānu, citrusaugļiem un dažiem citiem augļiem un dārzeņiem, sēklas var radīt traucējumus. Daudzu augļu sēklas sajaucas ar daļu, ko mēs ēdam, un neaprobežojas tikai ar neēdamo daļu, piemēram, āboliem vai mazām, piemēram, mellenēm un zemenēm. Lielas sēklas gurkstēšana nav patīkama, un, ja vien tas nav konkurss, bieži ir sociāli neērti tās izspļaut. Tāpēc mēs lēkājam uz iespēju atbrīvoties no sēklām vai vismaz samazināt tās līdz kontrolējamam skaitam.
Augi bez sēklām nav izplatīti, taču tie eksistē dabiski vai ar tiem var manipulēt augu selekcionāri, neizmantojot gēnu inženierijas paņēmienus. Neviens no pašreizējiem augiem bez sēklām nav ģenētiski modificēti organismi (ĢMO). Tāpat kā daudzās augu sistēmās, galaprodukta (šajā gadījumā sēklu) ražošanas “ceļā” pareizi jādarbojas vairākiem posmiem. Kompromiss vienā solī noved pie neveiksmes. Bezsēklas pret augu ir bezjēdzīgas, jo tas nespēj radīt pēcnācējus, tāpēc lielāko daļu augu bez sēklām pavairo ar potēšanu vai spraudeņiem (izņēmums ir gurķis un arbūzs). Tomēr tā ir pārmantojama iezīme, kas tiek veikta caur ziedputekšņiem un tiek uzturēta genofondā, līdz atkal rodas pareizā vecāku kombinācija, lai iegūtu augu ar augļiem bez sēklām. Tā kā tie notiek dabiski un cilvēki ir vērīgi, zinātkāri un atjautīgi radījumi, tad, kad atrodam kaut ko, kas mums patīk, mēs to pilnībā izmantojam. Tātad, kāpēc daži augļi ir bez sēklām?
Jaunavas augļi
Visi augļi bez sēklām ietilpst vispārējā kategorijā, ko sauc par partenokarpiju. Partenokarpija ir grieķu vārds, kas nozīmē “neapstrādāti augļi”. Šī ir situācija, kad augļi attīstās bez olšūnas apaugļošanas (zieda daļa, kas, apaugļojoties, pārvēršas par sēklu). Šajos augos apputeksnēšana var būt vai nav nepieciešama, lai aktivizētu hormonu veidošanos, lai stimulētu olnīcu sienas uzbriest un veidot augļus. Tomēr mēslošana un sēklu attīstība nenotiek, un nav “sēklu pēdas” vai sēklu paliekas. Dažos gadījumos augļu attīstību var stimulēt, ja nav ziedputekšņu, izmantojot ārēju hormonu lietošanu. Šī bez sēklām piemīt dažām gurķu, hurma, vīnogu, citrusaugļu, ananāsu un citu šķirņu šķirnēm. Šis bez sēklu veids bieži dod mazāk augļu nekā viņu sēklas.
Dažiem augiem, kas spēj ražot sēklas, var būt sterili ziedputekšņi vai citi iemesli, kas padara tos nespējīgus veidot sēklas, un, lai iegūtu sēklas, tiem ir nepieciešama apputeksnēšana ar citu, ģenētiski atšķirīgu šīs sugas pārstāvi. Stādot lielos augļu dārzos, tos ieskauj ģenētiski identiskas pašu kopijas, liekot tiem radīt partenokarpu augļus. Daudzi citrusaugļi darbojas šādā veidā.
Sēklu pēdas
Stenospermokarpija ir partenokarpijas veids, kurā notiek apaugļošanās un sēkla sāk attīstīties, bet galu galā pārtrauc, atstājot aiz sevis ievērojamu “sēklu pēdu”. Sēklu pēdas pēc izmēra atšķiras atkarībā no tā, cik tālu sēklas attīstījās pirms aborta, un parasti tās ir pietiekami mīkstas, lai tām nebūtu pilnīgi attīstītu sēklu gurkstēšanas. Tas notiek lielākajā daļā bez sēklu vīnogu, arbūzu un citu augļu. Bezsēklu vīnogu selekcionāri šo daļējo attīstības procesu izmanto, atdalot sēklas pirms aborta un audzējot augos, izmantojot audu kultūras paņēmienus. Tādā veidā abiem vecākiem piemīt īpašība bez sēklām, tādējādi radot lielāku skaitu pēcnācēju bez sēklām.
Sēklu attīstības process tiek traucēts vairāku iemeslu dēļ. Arbūzs un banāns ir bez sēklām, jo tiem ir trīs hromosomu kopas, dodot tiem nepāra skaitli, ar kuriem strādāt, kad tie ražo ziedputekšņus un olšūnas. Lielākajai daļai organismu ir vienāds hromosomu skaits, tāpēc iegūtās olšūnu un ziedputekšņu šūnas saņem pāra skaitu hromosomu, kas satur ģenētisko materiālu, piemēram, DNS, lai apvienotos pēcnācēju veidošanā. Kad triploīdi veido olšūnas un ziedputekšņus, process rada nepāra skaitli, kā rezultātā olšūnas un ziedputekšņi nesaņem vienādu hromosomu komplimentu, tāpēc tiem trūkst informācijas, kas nepieciešama dzīvotspējai. Triploīdu ziedputekšņi bieži šķiet sažuvuši un slikti veidoti.
Pārbrauktuve
Triploīdie organismi rodas dabiski, vai arī tos var attīstīt, sakrustojot diploīdu (divus hromosomu komplektus) ar tetraploīdu (četriem hromosomu komplektiem), lai iegūtu triploīdu. Arbūzu gadījumā augļu attīstībai ir jāveic apputeksnēšana, un, tā kā triploīdie ziedputekšņi nedīgst, diploīdās šķirnes tiek pārstādītas, lai nodrošinātu dzīvotspējīgus ziedputekšņus, lai izraisītu augļus bez pilnīgas sēklu attīstības. Baltās sēklu pēdas ir viegli redzamas arbūzā
Stenospermokarpu sēklu trūkums visās līdz šim pētītajās vīnogās ir saistīts ar dabiski sastopamu kaitīgu “punktu mutāciju” sadaļā par vīnogu hromosomu, kas ir atbildīga par sēklu attīstību. Daudzi lieto vārdu mutācija vai mutants negatīvā kontekstā, taču lielākā daļa izmaiņu, kuras mēs uzskatām par vēlamām, notika dabiski.
Tika pieliktas pūles, lai izveidotu bez sēklām gatavotus ķiršus. Tomēr ir atšķirība starp “bedri” un sēklu. Bedre ir ciets, akmeņains audums, kas ieskauj sēklas olīvās, ķiršos, persikos, plūmēs un aprikozēs, un tā nav sēklu sastāvdaļa. Pētnieki varēja izstrādāt ķiršu bez sēklām, bet ne bez bedrēm.
Bez sēklām augļa raksturs var mainīties vai nemainīties. Augļa sēklas var palīdzēt enerģiju un barības vielas piesaistīt augļa mainīgajām īpašībām, piemēram, barības vielu un cukura līmenim, augļu lielumam, augļu skaitam, brieduma laikam un citām. Selekcionāri un dārzkopji ir paveikuši labu darbu, izmantojot standarta selekcijas un ražošanas metodes, lai pārvarētu šos ierobežojumus.
Lai iegūtu vairāk informācijas:
Mičiganas Valsts universitāte
www.canr.msu.edu