На поверхности

Если присмотреться внимательнее, то станет ясно, почему кокос и арахис не орехи, земляника не ягода, а головка брокколи это нераскрывшееся соцветие. Можете присмотреться прямо сейчас: проект «Красивая наука» вооружился микроскопом и фотоаппаратом, чтобы разобраться в том, что лежит на поверхности.

Шипы огурца

Огурец принадлежит семейству тыквенных. А еще это один из немногих овощей, плоды которого едят недозрелыми: зрелый огурец желтоватый, огромный и совершенно невкусный. Как у всех тыквенных, у огурца под плотной кожурой — сочная водянистая ткань с раздутыми от воды клетками.

На кожуре огурца, сорванного с грядки, есть вздутия с колючками. Они защищают овощ от всевозможных вредителей и поддерживают для него оптимальный климат. Каждый шипик — микроскопическая полая трубочка, через которую происходит влаго- и газообмен. На колючках конденсируется пар, поддерживая нужную огурцу влажность. Такую же функцию выполняют и колючки у некоторых видов кактусов.

Любопытно, что в потребительском отношении эти шипы тоже важны. При засолке через микроотверстия в шипах внутрь огурца проникает рассол, в то время как в «лысые» огурцы рассол проникает гораздо хуже, и соль концентрируется только снаружи.

Соцветия брокколи

Головки брокколи на самом деле — нераскрывшиеся соцветия. Растущий овощ — это огромные листья-лопухи, а в середине соцветие с сотней маленьких бутонов. Если не срезать его, то через некоторое время бутоны брокколи раскроются желтыми или белыми цветами.

Все современные сорта капусты, начиная от более привычного нам большого кочана и заканчивая экзотической кольраби – работа селекционеров. Дикий предок капусты выглядит так, будто ничего общего общего с современными сортами не имеет. Это обычный цветок: розетка листьев, цветонос с мелкими цветками, никакого кочана — сложно понять, зачем ее вообще взялись массово выращивать.

Брокколи выглядит так благодаря мутации в гене, отвечающему за рост цветочных побегов. Когда оригинальный ген работает правильно,  цветочный побег формирует соцветие, а затем удлиняется и поднимает его над листьями. В растениях с мутацией не формируется тканей, которые отвечали бы за удлинение цветочных побегов. Вместо этого формируются короткие побеги, которые копируют себя по спирали — в некоторых видах и это может происходить до десятого порядка ветвления. В итоге образуются тесно упакованные кластеры соцветий, создавая новую форму, которой в дикой природе никогда не было.

Орешки земляники

Для ботаника плод земляники — не ягода, а многоорешек. Орешки там, конечно же, не те, о которых вы подумали: это односемянный мелкий плод, который не вскрывается. В одном плоде земляники от 20 до 350 таких орешков, и из каждого, если повезет, может вырасти новое растение.

Чтобы повысить шансы своих орешков стать растением, земляника приспособилась к переносу семян другими животными. До тех пор, пока семена не дозрели, ягода остается зеленой, твердой и невкусной. А когда те дозревают, химический состав плода меняется и тот становится красным, мягким и сладким. Красный отлично виден на фоне зеленой листвы — а до тех пор, пока семена не созрели, ягода остаётся незаметной.

Скорлупа грецкого ореха

Текстура скорлупы грецкого ореха морщинистая, покрытая бугристым рисунком. Твердый круглый плод, который мы привыкли называть орехом, ботаники зовут костянкой. Строение его такое же, как, например, у абрикоса или вишни: косточка покрыта толстым слоем мякоти, питающей растущее семя. Только мякоть, покрывающая грецкий орех, волокнистая и плотная, а не сочная. Когда плод ещё не созрел, будущая скорлупа под зелёной кожурой мягкая. Мякоть формирует на ней борозды, делая ее похожей на кожу.

Позже скорлупа затвердевает, и ядро прекращает питаться от растения. Мякоть высыхает, трескается – и костянка падает на землю. Скорлупа зрелого ореха к этому моменту — уже мертвые клетки с толстыми одревесневшими стенками.

У ореха две половинки – по числу долей семени, скрывающемся под оболочкой.

Съедобное ядро – это семядоли с зародышем семени. Семядоли это склад питательных веществ для будущего ростка: жирные кислоты, белки, железо, кальций, витамины. Вот почему, в отличие от многих плодов, грецкий орех не стремится быть съеденным. Для него важно дольше сохранить запас питания для прорастания нового дерева.

Распространению орехов, впрочем, все равно помогают птицы: они переносят зрелые костянки в клюве по одному или в лапах, если та еще не очистилась от кожуры. Сойки прячут грецкие орехи про запас в соседних лесах и забывают о них. А умные вороны раскалывают орехи, бросая их на камни или лед. Но и они теряют лакомство из виду — а «сбежавший» плод затем растет вдали от рощи своих собратьев.

Одеревенелая поверхность скорлупы не только сохраняет семя от механических повреждений, но также не дает влаге испариться из молодого ореха. В начале созревания содержимое ореха вязкое, в нем много жидкости. По мере созревания плод становится более плотным и хрустящим — но всё еще хранит влагу, поэтому повара рекомендуют выбирать неочищенные грецкие орехи, скорлупа которых сухая и не покрытая налётом: это значит, что все полезные вещества в нем герметично сохранены. Если потрясти хороший орех, ядро в нем не гремит, а плотно сидит между перегородками.

Цвет баклажана

А вот эта фантастическая мозаика – это отдельные клетки кожицы баклажана, окружённые клеточными стенками. Покровные ткани защищают растения от высыхания, резких колебаний температуры, избытка солнечной энергии, механических повреждений и формируют поверхность, через которую не проникают нежелательные вещества и существа. Поэтому клетки покровного эпителия плоские, очень плотно прижаты друг к другу и имеют утолщенные клеточные стенки. Кроме того, они выделяют воскоподобное вещество, придающее баклажанам благородный блеск.

Плодам и листьям баклажана фиолетовую, синюю, розовую, красную и коричневую окраску придают растительные пигменты антоцианы. Цвет зависит от концентрации антоциана – чем она выше, тем насыщеннее цвет. Основной пигмент баклажана называется дельфинидин-3-рутинозид. Он же участвует в окраске темных сортов винограда, таких как каберне — и является одним из пяти красящих пигментов черники.

Кулинары баклажан считают овощем, но ботаники относят его к ягодам семейства пасленовых. Дикий баклажан похож на незрелую помидорку черри, набитую семенами, и в нем можно опознать ягоду. Кроме того, у него есть ещё и колючки — ими он защищается от гусениц. Но благодаря селекции и отбору наиболее привлекательных для человека плодов, мы получили большие фиолетовые плоды с максимумом съедобной мякоти — и без колючек.

Слои кабачка

Кабачок на самом деле – это вытянутая тыква. Кабачки относятся к бахчевым культурам родом из африканских пустынь, поэтому строение этих плодов адаптировано для выживания в засушливых условиях. Тыквы и арбузы неспроста имеют круглую форму: когда плод созреет, стебель, связывающий его с родительским растением, пересыхает, и большая круглая тыква, гонимая ветром, катится по бескрайним пескам, пока не встретится с препятствием. У тыквенных самые спелые и жизнеспособные семена могут прорастать прямо внутри плода, благодаря тому, что в нём много влаги. Когда такая тыквина разобьется о препятствие, выпавшие проростки тут же укоренятся в почве.

Плод состоит из нескольких слоев. Наружный слой кабачка называется экзокарп — это твердая и плотная кора, которая защищает от механических повреждений и высыхания. Верхний слой экзокарпа состоит из одного слоя тонких клеток растительного эпидермиса, под ними залегает несколько слоев зеленых (несут хлорофилл) и бесцветных клеток, их чередование делает кабачки полосатыми. Еще ниже  — клетки с толстыми одеревеневшими стенками, которые образуют механический панцирь и обеспечивают прочность кабачка.  

Клетки мякоти, мезокарпа, увеличиваются по мере приближения к центру настолько, что их можно видеть невооружённым глазом. Это увеличение связано с тем, что в вакуолях скапливаются растворы сахаров, повышая осмотическое давление и растягивая клетку. При дальнейшем увеличении концентрации клетки лопаются — это хорошо видно в мякоти перезревших кабачков и тыкв.

Боб арахиса

Арахис относят к семейству бобовых. В отличие от гороха, состоящего из двух створок, боб арахиса цельный, потому что он не раскрывается.

Еще одно название арахиса – земляной орех, и его плоды действительно выкапывают из земли. Сначала арахис цветет над землей, как обычное цветковое растение. После опыления образуется завязь будущего плода – это нижняя часть пестика, в которой содержатся семязачатки. В первые шесть дней после оплодотворения основание завязи разрастается в длинный стержень – гинофор. В это время он растет вверх, а затем под собственной тяжестью опускается вниз. Острый стержень, словно бур, зарывается в землю на глубину около десяти сантиметров, и завязь продолжает развиваться в плоды уже там.

Арахис — однолетнее растение. Его поколения не конкурируют за пространство, поэтому и необходимости разносить семена на отдалённые территории у арахиса нет. На следующий год молодые ростки прорастут на месте материнского растения: под землёй бобы переждут холодный сезон, а питательные вещества семядолей будут защищены от птиц.

Койр кокоса

И снова немного ботанического занудства: кокос это не орех, а костянка. В эту группу он попал за четкую дифференциацию слоев околоплодника — вкусной части плода, окружающей семена. Если разломать кокос, можно увидеть, что он состоит из двух слоев и межплодника. Наружная оболочка кокоса пронизана волокнами, которые называются койр, ими же заполнено и пространство между слоями скорлупы. На твердой внутренней оболочке находятся три поры, ведущие, соответственно, к трем семяпочкам, из которых лишь одна развивается в семя. Эти поры выглядят как темные пятна.

Житель России с кокосами чаще всего сталкивается в супермаркете и может даже не подозревать, что он видит орех не в том виде, в каком тот растет на пальме. На прилавки эти плоды попадают уже очищенными от внешней оболочки и волокнистого межплодника — на внутренней скорлупе можно увидеть лишь остатки «шерсти» кокоса. Заблуждения об истинном облике кокоса подкрепляет и реклама, где кокосы падают с пальмы уже очищенными.

Пока кокос незрелый, койр, представляющий собой одревесневшие сосудистые пучки, светлый и мягкий. Но по мере роста и созревания ореха, в нем откладывается лигнин — вещество, благодаря которому стенки растительных клеток деревенеют. В результате волокна койра становятся бурыми и жесткими. Такая «подушка безопасности» защищает зрелые кокосы, чтобы они не разбились при падении на землю, а добрались до своих новых мест жительства и проросли.

Кокосы прекрасно приспособлены для самостоятельных океанских плаваний: в межплоднике, заполненном волокном, множество воздушных полостей, поэтому плод отлично держится на воде. Кокосовые пальмы растут в прибрежном песке, кокосы регулярно падают в воду и способны проплывать тысячи километров. Так что даже молодые тихоокеанские атоллы довольно быстро превращаются в райский уголок благодаря тому, что к их берегам пристают кокосы и пускают на новой земле корни.

Елена Шафеи, Анастасия Гумарова, Надежда Маркевич, Василиса Бабицкая

Для фото использовался микроскоп ZEISS Stemi 508