8.1: Морфологія фруктів
- Page ID
- 7822
До кінця цього уроку ви зможете:
- Визначте «фрукт» з ботанічної точки зору.
- Опишіть відмінності між простими, сукупними та множинними плодами.
- Поясніть загальну характеристику м'ясистих і сухих плодів.
- Визначте різницю між справжнім фруктом та допоміжним фруктом на основі структури та тканин.
Це фрукт? Я думав, що це овоч!
На графіці праворуч показано поперечний переріз килима. Нагадаємо, що карпель - це жіноча репродуктивна структура, яка кріпиться до верхньої мутовки квітки — вузла гинеціума. Килим має три основні частини:
- Рильце, на кінчику, і до якого прилипають пилкові зерна.
- Стиль, канал тканини, через який росте пилкова трубка.
- Зав'язь, біля основи, і містить яйцеклітини, які містять яйцеклітини рослини.
На фото нижче показано трохи детальніше про килимок — зокрема, приєднання яйцеклітин всередині яєчника за допомогою стебла, званого фунікулюсом, що виходить з плаценти. Він також називає камеру, в якій висять яйцеклітини: локулюс (або локула). Пам'ятайте локулу, але вам не потрібно буде пам'ятати фунікул, фунікул або плаценту. Якщо ви все-таки стикаєтеся з цими назвами в майбутньому, то нагадайте, що вони стосуються прикріплення яйцеклітини всередині яєчника.
Плід, в ботанічному сенсі, - це дозріла зав'язь разом з насінням всередині зав'язі. Люди часто думають про фрукт з кулінарної точки зору, вважаючи його частиною рослини, яка має насіння і коли дозріває готовий до вживання, і думають про овочі як пікантну їжу, яка є будь-якою їстівною частиною рослини, не пов'язаної з насінням (до них відносяться коріння, стебла та листя). Але деякі частини рослин, які, коли ми одягаємо шапку нашого шеф-кухаря, ми вважаємо овочами, справді ботанічні фрукти. Цей зелений перець, нарізаний на вашій піці, є ботанічним фруктом, як і помідор, який пюре, щоб зробити соус для піци. Кабачок - ще один ботанічний фрукт, який ми ставимося як до овоча на кухні. До плутанини додається юридичне рішення про те, що томатні фрукти є овочами (Нікс проти Хеддена 1893; The Washington Post). У розділі Розмноження рослин ми визначимо плоди з ботанічної точки зору: дозрілу зав'язь квітки разом з насінням в цій зав'язі.
Перегляньте наведену нижче схему квітки та плодів томата, щоб переконатися, що ви точно знаєте, які частини квітки розвиваються у плоди. У квітки стінка зав'язі забезпечує захист яйцеклітин, які містять яйцеклітину - жіночі гамети. Яйцеклітини всередині яйцеклітин запліднюються спермою з пилку, яйцеклітини розвиваються в насіння, а яєчник дозріває в плід. Для деяких видів плоди коричневі, зелені, крохмалисті, гіркі, білкові, сухі, міцні. Вони можуть бути неїстівними, неприємними або такими маленькими, щоб бути жахливо незручними як їжа. Стіна зав'язі не завжди стає солодким і м'ясистим фруктом, як персик. Наприклад, у квасолі вона стає сухим і крихким захисним стручком. Тим не менш, і персик, і стручок квасолі є ботанічними фруктами.
На ілюстрації показано поперечний переріз помідора, з м'ясистою стінкою зав'язі навколо зовнішньої сторони, сараною (камерами) всередині помідора та насінням, що утворюються всередині сарани. Насіння прикріплюються до центральної тканини плаценти фунікулюсом.
Перегляньте це відео, щоб дізнатися про квіти та фрукти (2:45 хв);
це відео, щоб дізнатися про будову зав'язі у квітки (3:40);
і це відео про будову зрілої зав'язі томатів або плодів (2:19).
- Намалюйте схему квітки, яка показує, які частини стають плодом.
- Виходячи виключно на ботанічному визначенні фрукта, чи вмістилище, пелюстки, чашолистки чи тичинки були б частиною справжнього ботанічного фрукта?
- Якщо розрізати зелений перець, де сакула?
Частини фрукта
Дозрілу стінку зав'язі називають околоплодником - пері, що означає навколо, а короп відноситься до килима. Околоплодник = навколо килима. Околоплодник може бути сухим, як у стручків квасолі, або м'ясистим, як персик, а іноді і те й інше, як у авокадо, де зовнішній шар шкірястий, а внутрішній шар м'ясистий.
Околоплодник м'ясистого плоду зазвичай має три шари, і кожен може мати різні характеристики. На фото персика нижче показані шари, що складають околоплодник:
- Екзокарп: зовнішній шар околоплодника) ще називають епікарпом)
- Мезокарп: середній шар (м'ясистий в даному прикладі)
- Ендокарп: внутрішній шар (затверділий клітинами склеренхіми в кокосовому прикладі нижче)
Який тип клітин становить ця тверда шкаралупа волоського горіха або персика? Склеренхіма!
Залежно від виду екзокарп може бути ніжним, шкірястим або твердим. Він може мати масляні залози (наприклад, в апельсини та лимони) або волоски (як у ківі). Так само мезокарпи та ендокарпи можуть мати різні модифікації, які роблять їх твердими, м'якими або шкірястими залежно від виду. Пам'ятайте, що околоплодник - це дозріла тканина стінки яєчника, а екзо-, мезо- та ендокарп - це шари тієї дозрілої стінки яєчника.
Кокос - це фрукт. На фото нижче видно, що тверда шкаралупа навколо кокоса, яку ви бачите в продуктовому магазині, насправді є ендокарпом (внутрішнім шаром стінки зав'язі). Волокнистий мезокарп і шкірястий екзокарп були видалені з плодів кокоса до того часу, коли він дійде до нас. Волокнистий мезокарп використовується для інших цілей, таких як підлогові покриття в місцях з високим рівнем руху, де потрібно жорстке, міцне волокно.
«Горіх» - ботанічна назва конкретного виду плодів. З кулінарної точки зору є багато продуктів, які ми називаємо горіхами, але для ботаніка горіх - це фрукт з певною структурою.
Ви, напевно, вже знали, що арахіс - це не горіх; це вид фруктів, який називається бобовими, і пов'язаний з горохом, квасолею та сараною. Кешью також не є горіхом; це тип фруктів, який називається кістянкою. Якщо вам цікаво побачити інші незвичайні фрукти, відвідайте сторінку Фрукти під назвою горіхи, розміщену W.P. Armstrong в Palomar College.
- Наступного разу, коли ви продуктові покупки, озирніться навколо розділу продуктів і спробуйте з'ясувати, які частини фруктів є екзо-, мезо-, і ендокарп. Наприклад, які частини складають банан? Де ці насіння?
- Чому плоди важливі для розмноження рослин?
види плодів
Простий фрукт
Простий плід формується з квітки з одним килимом, або декількох карпелів, злитих між собою так, щоб він виглядав як всього один килимок. Стіна зав'язі, що оточує килимок або карпели, дозріває в самостійний плід (незалежний у тому сенсі, що він не зливається разом з іншими зав'язями). На фото нижче зображений виноград, який представляє собою простий плід.
Сукупний фрукт
У сукупному плоді плід формується з дозрілих зав'язей, присутніх в одній квітці з численними простими колючками. Дозрілі зав'язі з цієї однієї квітки зливаються в одну більшу одиницю, але ви все ще можете побачити докази окремих карпелів. Малина, наприклад, походить від однієї квітки з багатьма килимами. У міру дозрівання перикарпів вони дозрівають разом, утворюючи наперсток малини, яку ми їмо. Ви все ще можете побачити мозаїку окремих рубіново-червоних килимів, які зливаються разом, утворюючи наперсток. Якщо ви коли-небудь збирали малину, ви знаєте, що наперсток знімає тверду білу структуру, і ця структура є вмістилищем квітки. Нижче наведена ілюстрація будови плодів.
множинні фрукти
З дозрілих зав'язей, присутніх в одній квітці, утворюється множинний плід з численними простими карпелами. Дозрілі зав'язі з цієї однієї квітки зливаються в одну більшу одиницю, але ви все ще можете побачити докази окремих карпелів. На фото ананаса, нижче, можна побачити окремі квітки, деякі з яких ще відкриті і демонструють фіолетово-рожеві пелюстки. Перикарпи цих окремих квіток зливаються в один великий множинний плід.
Різниця між сукупними плодами та кількома плодами пов'язана з кількістю квітів, що беруть участь у плодах. Сукупний плід складається з однієї квітки з багатьма зав'язями, а множинний плід складається з декількох квіток.
види фруктів
Плоди також класифікуються відповідно до того, чи є околоплодник в зрілості:
- М'ясисті: допоміжні частини яєчника розвиваються в соковиті тканини з високим вмістом вологи.
- Сухі: в зрілості плід має низький вміст вологи. Сухі плоди, які відкривають і звільняють насіння з околоплодника, називають знежирюючими, а сухі плоди, які залишаються закритими, зберігаючи насіння всередині околоплодника, називають непересічними.
Сухий, знежирений околоплодник може розщеплюватися по швах різними способами, і ці способи розщеплення відкритими також характерні для окремих видів плодів.
прості плоди
Прості плоди з м'ясистим околоплодником (екзокарп, мезокарп, ендокарп):
Кістянка
Кісточковий плід, отриманий з одного килима і містить зазвичай одне або два насіння. У екзокарпа тонка шкірка, мезокарп може бути м'ясистим, а ендокарп твердим (тобто «кам'янистим»), як показано на фото персика, нижче. Приклади кістянки включають персик, сливу, вишню, абрикос та мигдаль.
Ягідний
Простий плід, утворений з однієї квітки з верхньої зав'яззю. Плід має м'ясистий околоплодник, один килимок або кілька зрощених карпелів і багато насіння. Помідор (внизу) - ягода, виноград - ягода, чорниця і журавлина - ягоди... а малина - ні. (Пам'ятайте, що малина - це сукупний плід, де карпели не зливаються так, як це роблять у багатошарових ягодах).
Пепо
Простий плід, утворений з однієї квітки з нижньою зав'яззю. Плід має м'ясистий мезокарп, жорсткий або шкірястий екзокарп, один килимок або кілька зрощених карпелів і багато насіння. На фото кабачків нижче показано злиття трьох карпелів для формування плодів, кожен килимок має багато насіння. М'ясистий інтер'єр, який ми їмо, - це мезокарп. Інші приклади включають кабачки, огірок, літні кабачки та зимові кабачки, такі як жолудь та баттернус.
Гесперидій
Як ягода, але з шкірястим екзокарпом замість м'ясистого екзокарпа. Кожна ділянка гесперидія являє собою один килимок в квітці, але в зрілих плодах екзокарп і мезокарп утворюють безперервний покрив. Інтер'єри килимів упаковані наповненими рідиною бульбашками, які насправді є спеціалізованими трихомами. Екзокарп містить летючі масляні залози в ямах. Помаранчевий, нижче, є прикладом гесперидія. Всі цитрусові - це цей вид фруктів.
Прості плоди з сухим околоплодником, знежирені
Бобові
Сухі плоди складаються з одного, складеного килима, багатонасіннєвого, згущеного уздовж двох швів. У гороху легко побачити фунікулюс, коли ви відкриваєте стручок, щоб розщедрити горох, є невеликий стебло, що прикріплює насіння гороху до стручка; це фунікулюс. Квасоля - це також бобові культури.
Капсула
Сухий, знежирений плід, що складається з декількох плавлених карпелів. На фото нижче показаний зовнішній вигляд макових капсул і поперечний переріз із зображенням сарани з насінням всередині. Капсула може розщеплюватися декількома способами залежно від виду. У маку ковпачок вискакує, щоб викинути зрілі насіння.
Прості плоди, сухий околоплодник, незрілий
каріопсис
Плід з одного килима, що містить одне насіння. Околоплодник зливається з насінням. Ядро кукурудзи - це каріопсис. Зовнішня сторона кукурудзяного ядра - околоплодник.
Ахене
Як і каріопсис (по одному насінню на зав'язь), але насіння можна обмолотити так, щоб воно було вільним від околоплодника. Можна купити насіння соняшнику «в шкаралупі». «Панцир» - це околоплодник. Ми також обговорювали сім'янки раніше, дивлячись на фактичні плоди на полуниці.
Горіх
Сухий, негустий, однонасіннєвий плід з твердим екзокарпом. Яєчники, які виробляють горіхи, мають більше одного килима, але через аборт дозріває лише одне насіння. На фото нижче околоплодник жолудя частково укладений в жорстке покриття, зване еволькуляром. Справжні горіхи завжди будуть мати жорсткий екзокарп і всього одне зернятко, при цьому це не завжди буває з кулінарними горіхами. Арахіс, наприклад, має твердий екзокарп, але кілька насіння. Кінські каштани мають шкірястий екзокарп і твердий ендокарп. Справжні горіхи мають твердий екзокарп.
- Які особливості відрізняють прості, сукупні і множинні плоди?
- Що мається на увазі під знесенням і знесиленням? Як би ви класифікували кукурудзяний каріопсис та сім'янку соняшнику в цьому відношенні?
Аксесуари для фруктів
Раніше ми бачимо, як одна або кілька інших частин квітки (андроціум, віночок і чашечка) можуть бути прикріплені нижче зав'язі (гіпогінні частини, верхня зав'язь), над зав'яззю (надгінні частини, нижня зав'язь), або навколо середини зав'язі (перигінні частини). У випадку епігінної та перигінної частин є тканини, що оточують зав'язь, до яких прикріплюються інші частини квітки, які також можуть прилипати до зовнішньої сторони зав'язі і стати частиною плоду. Одним із прикладів плоду цього виду квітки, де є додаткова тканина (гіпантіум), що прилипає до зовнішньої сторони стінки зав'язі, є зернятко, прикладами якого є яблуко, груша та айва. Інший приклад - полуниця, де разом тканина вмістилища і тканина стінки зав'язі утворюють плоди полуниці. Оскільки вона не є частиною стінки зав'язі, тканину вмістилища вважається допоміжною тканиною, тому полуниця, замість того, щоб бути справжнім фруктом, є різновидом фруктів, що називається аксесуаром.
Яблуко є прикладом виду, де кулінарна частина фруктів, яку ми їмо, насправді є тканиною гіпантію, а не тканиною стінки яєчника. У яблука зав'язь - це паперова серцевина, яка охоплює насіння. Оскільки частина, яку ми їмо, не є дозрілою стінкою яєчника, яблуко називають аксесуаром фруктом, що означає, що ми справді насолоджуємось тканиною гіпантію (тканиною аксесуара), а не стінкою яєчника. Гіпантіум - це також тканина, яка становить м'ясисту частину шипшини (плоди троянд) — логічно, адже яблуко і троянда знаходяться в одному таксономічному сімействі: Rosaceae. Рослини в одному сімействі мають загальну морфологію квіток (а отже, і плодових).
Ситуація може бути дуже складною з такими рослинами, як полуниця, де соковита частина, яку ми їмо, - це набрякла посудина колишньої квітки, а фактичні ботанічні плоди - коричневі цятки, що прилипають до зовнішньої сторони посудини. Полуниця є допоміжним фруктом, оскільки червона м'ясиста частина, яку ми їмо, складається не з стінки зав'язі, а насамперед з придатної тканини. Полуниця також являє собою сукупний плід, утворений з безлічі зав'язей, присутніх в одній квітці. Плід являє собою сім'янку, яка містить єдине насіння з однієї зав'язі, прикріпленої до зовнішньої сторони вмістилища.
- Розріжте яблуко і визначте, де закінчується гіпантій і починається стінка яєчника.
- Наступного разу, коли ви знаходитесь у продуктовому магазині, визначте, які «фрукти» є справжніми фруктами, аксесуарами, сукупними фруктами або кількома фруктами.
Ви повинні знати типи категорій, такі як прості фрукти, множинні, сукупні, знежирені, і деякі приклади, але вам не потрібно тримати в голові вичерпний список. Також слід знати визначення аксесуарного фрукта та відношення цих плодів до епігінних та перигінних квітів.
Існує набагато більше видів фруктів. Якщо вас цікавить якесь додаткове читання, ви можете дізнатись більше про види фруктів. Або виконайте пошук Google за «видами фруктів» або на будь-якому з конкретних типів фруктів, згаданих вище.