میوه های بدون دانه و هسته چطور تکثیر می شوند؟

یک گاز آبدار از هندوانه‌ای رسیده در وسط تابستانی گرم حسی دلپذیر خلق می‌کند، خصوصاً اگر مجبور نباشید هسته‌های هندوانه را بیرون بیندازید.

درحقیقت انسان‌ها بسیاری از میوه‌ها را به میوه‌های بی‌هسته تبدیل کرده‌اند تا تجربه دلچسب‌تری در هنگام استفاده از آن‌ها پدید آورند. اما میوه‌ای که هسته ندارد چگونه تولیدمثل می‌کند و تکثیر می‌شود؟

عمل لقاح در گیاهان میوه‌دار معمولاً یک فرایند دو-مرحله‌ای است: گرده یک گیاه نر تخمک گیاه ماده را بارور می‌کند؛ این تخمک تبدیل به هسته و تخمدان نیز تبدیل به میوه می شود. اما برخی گیاهان سازمان تولیدمثل نر و مرده را همزمان دارند که به آن‌ها امکان خود-لقاحی می‌دهد. اگر لقاح وجود نداشته باشد، هسته یا میوه‌ای هم رشد نمی‌کند.

اما در موارد نادر امکان دارد که میوه بدون لقاح ایجاد شود و این اتفاق از طریق چند روش بسیار اندک قابل انجام است که همه آن‌ها را در مجموع بکرمیوگی یا بکرمیوه‌دهی می‌نامند که معادل واژه انگلیسی parthenocrapy  است. این واژه از یونانی گرفته شده و به معنای میوه باکره است.  

چارلز گاسر، استاد بازنشسته دانشگاه کالیفرنیا، که طول مدت زمان حرفه‌ای‌اش را به مطالعه درباره تکامل مولکولی تخمک‌های گیاهی گذرانده است، می‌گوید درحالیکه بکر میوه‌دهی در کشاورزی مدرن همواره مهار شده اما تبدیل به پدیده‌ای طبیعی شده است.  

مثلاً قرن‌ها قبل یک نوع پرتقال بی‌دانه به صورت تصادفی چندین جهش ژنتیکی را تجربه می‌کند که باعث می‌شود یکی از شاخه‌هایش پرتقال‌های بی‌هسته تولید کنند.

برخی می‌گویند این درختی بوده که در یک صومعه برزیلی در دهه 1800 روییده بوده است. مردم قلمه‌های این شاخه را به درختان دیگر پیوند زدند و امروز در کل جهان همه پرتقال‌های بی‌دانه کلونی‌هایی هستند که از آن درخت اصلی به وجود آمده‌‌اند.

کلونی‌ها [که به روش غیرلقاح تولید می‌شوند] در عملیات خودگرده‌افشانی ضعیف هستند. برای همین همه میوه‌های باغی که این گیاهان مشابه در آن‌ها می‌روید از طریق بکرمیوگی تولیدمثل می‌کنند.  

کشف مشابهی به تولید انگورهای بی‌دانه منجر شد که گمان می‌رود نخستین‌بار در روم باستان ظاهر شدند و بعدها در دهه 1870 از طریق ایران و ترکیه به قاره آمریکا راه پیدا کردند.

در مورد هندوانه و موز این فرایند پیچیده‌تر نیز می‌شود. گیاهان اغلب بیش‌از دو نسخه از هر کروموزوم را دارند ـ به آن وضعیت پلی‌پلوئیدی گفته می‌شود ـ و میوه‌های بی‌دانه زمانی می‌رویند که پیوندی‌ها فرزندانی با کروموزوم‌های ناسازگار تولید می‌کنند.

مثلاً تولیدکنندگان تجاری، با پیوند زدن گیاه هندوانه‌ای که 4نسخه کروموزوم دارد به هندوانه‌ای با دو نسخه کروموزوم، هندوانه‌های بی‌هسته تولید می‌کنند.

فرزندی که با تعداد کروموزوم‌های فرد تولید می‌شود، بی‌دانه است و آن فرزندی که تعداد کروموزم‌هایش زوج می‌شود، برای تولید دانه‌های بیش‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌طور مشابه، همه موزهای تجاری‌ای که امروز تبلیغ می‌شوند، سه نسخه کروموزوم دارند، بنابراین فقط از طریق غیرجنسی قلمه‌زدن تکثیر می‌شوند.

در برخی موارد نادر، گیاه‌شناسان یاد گرفته‌اند که از طریق به کار گرفتن هورمون‌ها فرایندهای پلی‌پلوئیدی یا بکرمیوه‌دهی را تحریک کنند. آناناس‌ها دیپلوئیدی [حاوی دو نسخه کروموزوم] هستند، اما وقتی به آن‌ها هورمون جیبرلیک اسید داده شود، می‌توانند بدون لقاح میوه بدهند.

گاسر می‌گوید دانشمندان فرضیه‌های اندکی برای توضیح علت مجهز شدن گیاهان به این توانایی فرگشتی دارند. یکی از توضیحات آن است که گیاهان خیلی ساده‌تر از مهره‌داران به هم پیوند می‌خورند و پیوند‌خوردن می‌تواند قفل امکانات تازه‌ای برای تکامل را بگشاید.

حتی اگر برخی از نمونه‌ها موفقیت‌آمیز نباشند، محققان مثال‌هایی از «دورگه‌های خوش‌بنیه» را ثبت کرده‌اند که از والدین‌شان سازگارتر بوده‌اند. فرایند پلوپوئیدی نیز به تولید دانه‌های درشت‌تری منجر می‌شود که می‌توانند همه کروموزوم‌های اضافی را در خود جای دهند و احتمال عبور از محیط اسیدی شکم حیوانات را بالا می‌برد.

درآخر، ازآنجایی که هدف از تولید میوه آن است که حیوانات به گیاه جذب شوند تا فرایند پراکندن دانه‌های گیاه به واسطه آن‌ها انجام شود، بکرمیوه‌دهی ممکن است درنهایت به رشد درختانی منجر شود که چون نیازی به تولید هسته و دانه ندارند، میوه را با صرف انرژی کم‌تری تولید می‌کنند.

استیسی اسمیت، زیست‌شناس گیاهی تکاملی، از دانشگاه کلرادو بولدر، می‌گوید:

    «صرف‌نظر از دلیل وجود گیاهان بی‌دانه و هسته، آن‌ها نمادی از یک تفکر جالب محسوب می‌شوند. از طرفی، برخی به پایان تکامل خود رسیده‌اند که باعث می‌شود دیگر قادر نباشند بدون دخالت انسان تولیدمثل کنند. اما از طرفی به همین دلیل آن‌ها بسیار موفق بوده‌اند. ما در طبیعت نمی‌توانیم تعداد زیادی پرتقال بی‌دانه پیدا کنیم اما در کالیفرنیا هر سال 76میلیون کارتن از آن‌ها با مداخله انسان تولید می‌شود.»

    «برداشت شخصی من آن است که همه گیاهان اهلی به نحوی برنده بوده‌اند زیرا دیگر نیازی ندارند تعداد بیش‌تری از خودشان را تولید کنند. ما این کار را برایشان انجام می‌دهیم.»

    «چه اهمیتی دارد که گیاهان دیگر نمی‌توانند به صورت جنسی تولیدمثل و هسته تولید کنند؟ ما هرگز دست از خوردن هندوانه برنمی‌داریم و اینکه قادریم شکل‌های بی‌دانه آن‌ها را تولید کنیم، معنایش این است که همیشه می‌توانیم هندوانه را در دسترس داشته باشیم.»

منبع: راهنماتو