为了培育无籽果实,水果被人类骗得团团转!
一颗身心健全的野生西瓜,大约有230颗又黑又硬的种子。而经过人类的改造,超市里的无籽西瓜,只剩下了白色的细小种皮。同样接受改造的,还有香蕉、菠萝、葡萄、番茄等一堆水果。
人类对无籽水果做了哪些羞于启齿的改造?一颗没种的水果,要怎么传宗接代?用简明可爱的方式,聊一个有价值的知识。
水果是被子植物的果实,种子包藏在果实之中。在交配的季节,花朵中雄蕊的花粉会借助风力和昆虫,落到雌蕊的柱头上,然后萌发出花粉管,将精子输送到胚珠内部,完成受精。随后花朵凋谢,子房发育成果实,子房壁发育成果皮,胚珠发育成种子,一颗充满野性的有籽水果就出现了。
培育无籽水果有两种思路。第一种是在正常授粉的情况下,抑制种子的形成,也就是“种子败育”。
最成功的种子败育案例,是高中课本上介绍过的三倍体西瓜:也就是先用秋水仙素把二倍体的西瓜幼苗诱导成四倍体,然后把它和另一颗二倍体杂交,得到三倍体的种子。等种子长成植株,再用二倍体西瓜的花粉刺激子房发育,就能得到三倍体的果实。由于染色体不能正常联会产生配子,胚珠无法发育成种子。于是,一颗心宽体胖、不孕不育的西瓜就这样改造好了。
除了西瓜,另一种常见的三倍体无籽水果是香蕉,它们的命运要比西瓜坎坷得多。香蕉起源于热带,原本都是二倍体,过着激情似火的有性生殖生活,果肉里长满了种子。但在人类早期培育杂交的过程中,一部分没有骨气的香蕉叛变,发生了多倍体化和体细胞变异,形成了无籽的三倍体香蕉。如今香蕉里的这些印痕和小黑点,其实就是败育的香蕉种子。
一失足成千古恨,在变异之后,香蕉就步入了暗无天日的无性生活,被人类用无性繁殖的方式批量奴役:香蕉的根茎上会长出吸芽,把吸芽或是根茎切下,移栽到土里,几个月后就能生长出一批基因型完全一样的新香蕉树。正因为如此,所有的香蕉基因型都高度相似,一场大范围的病菌感染,就可能让它们濒临绝种。
同样被强制无性繁殖的无籽水果,还有菠萝。菠萝不是三倍体,但它天生有一个bug:自交不亲和性,也就是同一颗植株的雄蕊和雌蕊之间无法正常授粉,如果接受不到其他植株的花粉,自交的菠萝就会发生种子败育,长出无籽的果实。人类发现了这个bug,然后囚禁了菠萝。如今同一片菠萝田里的菠萝,往往都是由同一母株利用吸芽或是冠芽营养繁殖而来的,这样就能避免外来的菠萝花粉的入侵,保护菠萝基因型的一致性。
通过种子败育的方式培养出的水果,多少还残存着一些细小的“种子”。而培育无籽水果的第二种思路是“单性结实”,它的原理是不让植物授粉,让雌蕊在未受精的情况下,直接结出真正的无籽果实。
自然环境下,一些识相的植物会主动突变出单性结实的性状,成为丁克。比如超市里三块钱一斤的脐橙,就是由1820年巴西修道院里的一颗叫“塞来他”的甜橙芽变而来。因为基因缺陷,脐橙不需要授粉就能直接发育出果实。这么懂事的脐橙,繁衍起来也很简单:果农们只需要把枝条剪断,嫁接到其他树上,或者直接扦插在土里,就能获得新的果树。
不过这种主动投诚的水果可遇不可求。要想获得更多单性结实的无籽水果,还是需要靠人工干预,蒙骗水果。最常见的人工干预方法是植物激素:比如给葡萄喷赤霉素,给番茄喷生长激素,就能有效刺激子房发育,让雌蕊误以为自己完成了授粉,在没有种子的情况下发育出果实,白白便宜了你这张大嘴。
除了直接喷激素,更高明的方案是蒙骗植物自己分泌激素。比如把新鲜的番茄花粉在100摄氏度的环境里放8小时,使其灭活,然后把死亡的花粉授入番茄雌蕊中,天真的番茄就会误以为自己真的受精了,花大力气做无用功,结出无籽番茄来。除此之外,也可以直接拿土豆花粉给番茄授粉,这种跨物种的骗婚操作同样可以让番茄长出不带籽的果实。
在实际的农业生产中,人类还用了很多其他的骗术诱导植物单性结实:比如利用环剥将生长激素保留在切口上,利用光照和低温促进激素增加,利用高温降低花粉萌发,甚至利用风力产生的振动促进子房的发育……目的都是为了在不授粉的情况下欺骗雌蕊,让它误以为自己受精,孕育出没有种子的果实。
除了以上这些手段外,人类如今还开始使用了转基因技术直接改造水果,通过改变基因的表达,或是转入新的基因,实现种子败育和单性结实。而且因为没有种子,这些转基因作物被非法种植或意外扩散的风险更低,可控性更高;同时还能阻止通过杂交盗取转基因品种的侵权行为。
时至今日,面对无所不用其极的人类,一颗聪明的水果或许应当学习石榴:它在进化中直接把种子外皮变成了果肉,想要吃它,就必须保留种子,由此成功躲过了被改造的命运。
相比于有籽的水果,无籽水果不需要为胚胎输送额外的营养,可以专心致志地长出更多的果肉,味道也更为甜美。但请注意,无籽水果一定不能多吃,因为一旦吃多了......就会长胖,根本停不下来。