Каждую осень фермеры и любители огородов соревнуются за рекордные размеры своих тыкв. Некоторые гиганты достигают веса более 1 тонны — более 2 700 фунтов (около 1 225 килограммов). Тогда как самое крупное яблоко весит чуть менее 4 фунтов (примерно 1,8 килограмма), а рекордный голубика — менее одного унции (28 граммов). Возникает вопрос: почему одни плоды растут до невероятных размеров, а другие — остаются маленькими?

Физиологические особенности тыквы и других растений

Тыквы — это представители рода Cucurbita maxima, который славится способностью выращивать крупные плоды. Их движет сильное желание выращивать большие, плодоносящие растения. Одним из ключевых факторов является то, что тыквы являются индетермическими растениями, то есть они продолжают расти без ограничения, пока не исчезнет внешний фактор или не закончится ресурс.

Индетерминированные растения могут расти практически бесконечно, если им создаются благоприятные условия. Это отличие от детерминированных, которые имеют жесткие лимиты по размеру и времени роста.

По словам Викрама Балига, доцента по садоводству в Техасском технологическом университете, чем дольше растение растет, тем больше оно способно накапливать энергию и ресурсы, превращая их в массу плода. Тогда как у многих фруктов — например, у яблок или черники — заложены генетические программы, ограничивающие их размер.

Генетика и селекционная работа

Одним из главных драйверов роста гигантских тыкв является селекция — искусственный подбор сортов, специально выведенных для увеличения размеров плодов. Такие сорта, как Mammoth и Atlantic Giant, подвергались многолетней селекции, направленной на увеличение веса и размера.

Генетические механизмы, лежащие в основе этого, связаны с отсутствием сильных ограничений на развитие плода. В отличие от многих фруктов, которые имеют жесткие ограничения по росту, тыквы могут непрерывно увеличиваться за счет постоянного роста стеблей и плодов.

Механизмы роста

Рост тыквы обеспечивается благодаря наличию мощной системы сосудов — флоэмы и ксилемы, которые транспортируют воду, питательные вещества и сахар. Исследования показывают, что у гигантских тыкв их (особенно флоэмы) больше, чем у обычных сортов. Это позволяет быстро перемещать огромное количество ресурсов к развивающемуся плоду.

Также важен процесс накопления сахаров. В период активного роста (к примеру, до 44 фунтов или около 20 кг в день) растение накапливает энергию не только в виде массы, но и в виде глюкозы и других сахаров, которые позволяют плодам расти дальше.

Физические и биологические ограничения для других фруктов

Черника, в отличие от тыквы, растет на кустах и имеет ограничение по высоте и размеру, обусловленное развитием собственного растения и физиологическими возможностями. Важнейшие факторы:

• Структура растения: кустарники и деревья не могут продолжать расти бесконечно — рост ограничен деревообразованием, механической прочностью ветвей и внешними факторами.
• Масса и гравитация: ягоды, такие как голубика или малина, растут на ветвях. Их масса ограничена способностью веток удерживать плод. Слишком тяжелый плод мог бы сломать ветку или упасть.
• Толщина и эластичность кожицы: у ягод мягкая или тонкая кожа, которая не способна растягиваться до больших размеров без разрушения. В отличие от жесткой, прочной кожуры тыквы, которая позволяет им достигать огромных размеров без разрушения.

Роль внешних факторов и селекционной работы

Рост гигантских тыкв во многом зависит от людской деятельности. Селекционеры выбирают и скрещивают сорта, чтобы устранить естественные ограничения роста. Кроме того, агротехнические приемы помогают растению расти максимально быстро и крупно:

1. Удаление всех, кроме одной тыквы на лозе — чтобы растение концентрировало все ресурсы на одном плоде.
2. Регулярное питание и подкормки, содержащие азот, калий и фосфор, чтобы стимулировать быстрый рост.
3. Контроль за состоянием кожуры и защита от солнечных ожогов, чтобы продлить фазу быстрого развития.

Почему голубика и другие ягоды не достигают таких размеров

Ягоды, такие как голубика или малина, развиваются на кустах и ветвях, которые не предназначены для удержания тяжелых плодов. Их рост ограничен механическими и физиологическими факторами:

• Механическая прочность ветвей: чтобы ветка не сломалась под весом ягоды, ее масса должна оставаться в определенных пределах.
• Генетические ограничения: у ягод ограничены механизмы роста и развития, закодированные в их геноме. Они не предназначены для формирования гигантских размеров.
• Биологическая функция: ягоды — средство размножения, а их крупность не так важна, как у тыкв, которые используют свой размер для защиты и привлечения внимания.

Краткое сравнение: почему тыквы растут гигантскими, а голубика — нет

Основные причины:

• Механизм роста: у тыквы — неограниченный, а у ягод — ограниченный механическими и генетическими факторами.
• Структура растения: наземные и крупные лианы против компактных кустов.
• Объем и прочность кожуры: твердая и долговечная у тыквы, мягкая и тонкая у ягод.
• Селекция: сосредоточена на выведении гигантских сортов тыкв, а у ягод — в основном на вкусе и урожайности.

Перспективы и будущее

Наука и селекция продолжают развиваться. Уже есть достижения в области генной инженерии, позволяющие «разрушать» генетические ограничения и создавать сорта растений с еще большими размерами. Эксперименты с модификацией гена роста у других культур показывают, что в будущем мы можем увидеть еще более крупные и необычные плоды.

Тем не менее, остается естественный предел — гравитация, механическая прочность и биологические лимиты. Пока что, кажется, что тыквы смогут расти в размерах, пока люди будут их специально выращивать и совершенствовать технологию культивации.