التخطي إلى المحتوى الرئيسي

Dispersal of plant fruits and seeds

 

Seed plants produce vast numbers of seeds and fruits. Many of these seeds perish due to intense competition, with some outcompeting others despite their widespread dispersal. Imagine if they fell directly under the parent plant and their seedlings grew alongside each other. They would undoubtedly consume the essential nutrients in the soil and compete for space, light, and air. Such an arrangement would lead to the environment failing to meet their identical needs, resulting in the death of all the plants. Furthermore, they would become easy prey for herbivores.

To ensure the survival of plants and prevent their extinction, Allah (God) Almighty has provided them with special mechanisms that enable them to disperse widely, thus preventing competition for soil resources and other environmental resources. Consequently, they remain to provide us with the food, clothing, fuel, and other necessities we require. Seeds and fruits are dispersed through various means, which we will discuss below.

Fruirs and Seeds dispersal by wind

Fruits and seeds are dispersed by wind using various adaptations, such as the "parachute" structures on dandelions and milkweed, the "winged" seeds of maples and ashes, and the fluffy fibers of cottonwood and willow. These features allow seeds and fruits to travel long distances and increase their chances of finding a suitable place to germinate, as seen in plants like grasses, pines, and orchids.

- Types of wind-dispersed seeds and fruits

Parachutes: Many plants, such as dandelions and thistles, have fluffy, hair-like structures called "pappus" that act as parachutes to catch the wind.

Helicopters: Maple trees have a winged fruit called a samara that spins like a helicopter as it falls, allowing it to travel farther from the parent tree.

Cottony seeds: Cottonwood and willow trees have seeds covered in fluffy fibers that help them float on the wind.

Winged seeds: Other trees, like birches and elms, have seeds with wings that allow them to glide through the air.

Tumbleweeds: Some plants, like the steppe plant Colutea arborea, are dispersed as entire, wind-blown tumbleweeds. 


- How wind dispersal benefits plants

Spreading seeds away from the parent plant helps them avoid competition for resources like sunlight and water. They can also reduce the risk of predators and pathogens that may target seeds concentrated around the parent plant. ‎additionaly, they zation: Wind dispersal enables plants to colonize new areas and re-establish themselves after disturbances like wildfires.

Types of winged seeds ‎include Helicopters. These are associated with maple trees, have two-winged seeds that spin as they fall, like a helicopter. Examples include red, silver, and Norway maples.Single-winged spinners have a single, elongated wing and include seeds from ash and some types of maple, like box elder. Asymmetrical seeds often spin as they fall.Double-winged samaras have double wings seeds. joined together at the base, forming a "helicopter" structure.Circular or round-winged seeds have a wing that encircles the seed, sometimes called a "spinning jenny",  like elm seeds.Some plants, like the Sal tree, can have seeds with multiple wings, sometimes all similar in length, or a pattern of alternating large and small wings.‎ finally, Gliding seeds have a symmetrical, flat wing structure that allows them to glide rather than spin. Examples include the Bignoniaceae family, like the Jacaranda, and the flying cucurbit. ). 

- Pubescens" Fruits

The calyx in many members of the Asteraceae family is modified into hair-like structures known as down that remain attached to the fruit after it ripens (Figure 2a). If the fruit detaches from the parent plant, the downy covering enables it to be dispersed by the wind from one place to another.

-Hopping

The fruits of some plants, such as poppies, squills, and arum, open. However, their seeds do not scatter from the fruit far from the parent plant unless the wind hovers over them.

-Hairs

The seeds of Calotropis procera, Asclepias, Alitonia, and cotton are surrounded by hairs that cover the entire body. These hairs may be present at one or both poles of the seed. They aid in seed dispersal by the wind (Figure 2b:d).

- Perennial Styles

The feathery style of the fruits of Clematis and Narravalia plants is persistent, which helps the fruits to be dispersed by the wind over long distances (Figure 3a-b).

- Fruits and Seeds Lightweight

This type of fruit and seed is characterized by its lightness and small size, allowing any breeze to carry it far from the parent plant. Among these seeds are those of orchids, which are considered the smallest seeds in the plant kingdom. The fruit of the orchid contains millions of seeds resembling dust particles. Other seeds characterized by their small size include those of some grasses. Eucalyptus seeds are also distinguished by their small size and light weight, in addition to their membranous wing (Figure 1b). It is worth noting that one gram of eucalyptus seeds contains approximately 2500 seeds.

Dispersal of Fruits and Seeds by Water

God Almighty has endowed seeds that are dispersed by water with fibrous or spongy outer coverings that enable them to float on the water's surface. This is the case with the coconut, which is characterized by its fibrous outer covering that carries it across the sea for long distances without damage. The fruit of the bear coconut (Lotoicea) is also characterized by this characteristic. The fruit of the Maldivia plant has a fibrous outer covering. It's worth noting that this fruit weighs approximately 18 kilograms, and sometimes even more. It can reach a length of about one meter and takes 6-12 years to mature (Figure 4). In the lotus plant, the spongy receptacle of the flower supports the fruit on the top of its hemisphere, allowing it to float on the water's surface, carried by currents or winds. Seeds, on the other hand, can be small and light, possessing the ability to float on water. For example, the seeds of the water lily have an outer covering known as peat (an outer covering for some seeds), filled with air.

Seed Dispersal by Fruit Explosion

Seeds are dispersed from some fruits by an explosion accompanied by a violent tremor (Figure 5a). This plant provides one of the most remarkable and fascinating examples of fruit explosion. Its fruits burst violently, scattering seeds in all directions. The explosion is accompanied by a very loud sound. Furthermore, many plants belonging to the Acanthaceae family have been observed to burst their fruits in dry or wet conditions. They open from the top to the base, forcefully ejecting the seeds. In many of these cases, the seeds are equipped with curved hooks that straighten suddenly, helping to propel them far. Thus, when the fruits of Ruellia [wild petunia] come into contact with water (Figure 5b) after a shower, they suddenly burst into two valves. The explosion is accompanied by an audible sound, scattering the seeds in all directions. Similarly, the fruits of the mature ‏"‏Barleria‏"‏ plant burst suddenly when the air is dry, ejecting the seeds. The fruits of Phlox and Barleria plants burst on sunny days. The explosion is accompanied by an audible sound, the cracking of the bursting fruit. Dispersal of fruits and seeds by animals

Many seeds and fruits are dispersed by animals and humans.

These seeds and fruits are characterized by special mechanisms that enable them to be easily transported by humans and animals.

- Hook-like Fruits

Many fruits have surfaces covered with hooks, thorns, barbs, or stiff hairs, etc. These enable them to adhere to the bodies of animals covered with wool, fur, or hair. They also allow them to adhere to human clothing. Often, humans and animals unknowingly carry them to distant places. Some seeds are covered with thorns and hooks, such as the seeds of burdock, cocklebur, and beggar's-ticks (Bidens), while the grapple plant (Devil's Claw) (Figures A-B). Others are covered with clusters of stiff hairs pointing outwards, such as Burdock (Arctium spp.), Cocklebur (Xanthium spp.), Burcucumber (Sicyos angulatus), Buffelgrass (Cenchrus ciliaris), Queen Anne's Lace (Daucus carota)(Figures 6C-D). Still others bear star-shaped barbs spreading outwards, such as Burdock, Beggar's Ticks (Bidens), or Cocklebur (Xanthium) (Figure 7B). Some seeds are equipped with two hard, curved, and pointed hooks, such as the seeds of Martynia (Tiger's Claw/Cat's Claw), known for having exactly two prominent hooks, or Xanthium (Cocklebur) and Urena, (Figure 7C), while others bear hard, sharp spines, such as the fruits of the Tribulus plant (Puncture vine).

- Sticky Fruits:

God Almighty has endowed the fruits of some plants with sticky glands that enable them to adhere to the bodies of animals, thus transporting them to distant places. Examples of such fruits include those of the Boerhavia plant (Figure 7A) and the Plumbago plant. The seeds of the Viscum plant also possess sticky glands.

Pulp-like Fruits:

Pulp-like fruits are distinguished by their beauty and vibrant colors, which encourages people to carry them from place to place to enjoy their aesthetic appeal. Pulp-like fruits are those with soft, fleshy, juicy interiors, like mangoes, peaches, guava, passion fruit, persimmons, and berries, used extensively in juices, smoothies, yogurts, and desserts, with categories including tropical (mango, passion fruit), orchard (peach, pear), and berries (strawberry, blueberry). These fruits provide flavor, nutrients, and texture, often processed into purees, concentrates, or dried forms, with some (like breadfruit or tamarind) even fermented for preservation

- Edible Fruits:

Birds and humans are important agents in seed dispersal. Birds feed on the pulp of guava, fig, and grape fruits, etc. They swallow the seeds, whose embryos, covered by protective coverings that vary in nature from plant to plant, are unaffected by digestive juices. These seeds are then excreted with animal feces, which are used as fertilizer. Humans, on the other hand, transport seeds from place to place for use in industry and agriculture. Citrus fruits were introduced to Spain, and corn was introduced to the Old World after the discovery of America. Sugarcane and cotton were also introduced to North Africa.

References

Bullock SH, Primack‏ ‏RB. 1977. "Comparative experimental study of seed dispersal on animals". Ecology. 58: 681‏-‏686.

Delibes M, CastañedaI, Fedriani‏ ‏JM. 2017. "Tree-climbing goats disperse seeds during rumination". Frontiers in Ecology and the Environment. 15: ‎‎222.

Hämäläinen‏ ‏A, Broadley‏ ‏K, Droghini A, Haines‏ ‏JA, Lamb CT, Boutin‏ ‏S, Gilbert‏ ‏S.  2017. "The ecological significance of secondary seed dispersal by ‎‎carnivores". Ecosphere. 8: e01685.

Handel SN, Beattie‏ ‏AJ. 1990. "Seed Dispersal by Ants". Scientific American. ‎‎263: 76‏-‏83B.

Hodkinson DJ, Thompson K. 1997. "Plant Dispersal: The Role of Man". Journal of Applied Ecology. 34: ‎‎1484‏-‏1496.

Howe HF, Smallwood J. 1982. "Ecology of Seed Dispersal". Annual Review of Ecology and Systematics. 13: 201‏-‏228.

Howe‏ ‏HF, Smallwood‏ ‏J.‏ ‏1982. "Ecology of Seed Dispersal". Annual Review of Ecology and Systematics. 13: 201–228.

Larsen H, Burns KC.2012. "Seed dispersal effectiveness increases with body size in New Zealand alpine scree weta (Deinacrida connectens): WETA FRUGIVORY". Austral Ecology. 37: 800–806.

Manzano P, Malo‏ ‏JE. 2006. "Extreme long-distance seed dispersal via sheep". Frontiers in Ecology and the Environment. 4: 244‏-‏248.

Østergaard‏ ‏LJ. 2010. Annual Plant Reviews, Fruits Development and Seed Dispersal (first ed.).United Kingdom: Blackwell Publishing. pp. 204–205.

Ran‏ ‏N, Schurr‏ ‏FM, Spiegel O, Steinitz‏ ‏O, Trakhtenbrot A, Tsoar A. 2008. ‎‎"Mechanisms of long-distance seed dispersal". Trends in Ecology and Evolution. 23: ‎‎638‏-‏647.

Ran N. 2006. "Long-Distance Dispersal of Plants".Science. 313: 786‏-‏788.

Sorenson‏ ‏AE. 1986. "Seed dispersal by adhesion". Annual Review of Ecology and Systematics. 17: 443‏-‏463.

Vittoz P, Engler R. 2008. "Seed dispersal distances: a typology based on dispersal modes and plant traits". Botanica Helvetica. 117: 109‏-‏124.

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

قصة اكتشاف الجينوم البشري واستخدماته الطبية ‏

مفهوم الجينوم البشري الجينوم البشري عبارة عن مجموعة كاملة من تسلسلات الحمض النووي للبشر، مشفرة على شكل DNA داخل 23 زوجًا من الكروموسومات في نواة الخلية. وفي جزيء DNA صغير موجود داخل الميتوكوندريا الفردية. وبهذا يشمل الجينوم البشري الجينوم النووي وجينوم الميتوكوندريا. اكتشاف الجينوم البشري في عام 1953م أثبت واطسون وكريك ‏أن الجينات عبارة عن لولب مزدوج من ‏الحمض النووي DNA. وكان هذا الاكتشاف من أعظم الاكتشفات البشرية. في عام 1980م ظهرت فكرة الجينوم. ‏وكان عدد الجينات البشرية التي تعرف ‏عليها العلماء حوالى 450 جين. في ‏منتصف الثمانينات. تضاعف هذا العدد ‏ثلاث مرات ليصل إلى 1500 جين. ‏بعض هذه الجينات كانت المسببة لزيادة ‏الكوليسترول في الدم (أحد أسباب ‏مرض القلب) وبعضها يمهد للإصابة ‏بالأمراض السرطانية. توصل العلماء إلى ان هناك ما بين 60: ‏‏80 ألف جين في الأنسان. موجودة على ‏‏23 زوجا من الكروموسومات. وتعرف ‏المجموعة الكاملة للجينات باسم الجينوم ‏البشرى. وقد تم اكتشاف أكثر من نصف ‏هذه الجينات حتى الأن. قصة تسلسل الجينوم البشري ‏تم تحديد تسلسل الحمض النووي بالجينوم البشري بالكامل في عام 2022....

كيقية تحضير سم الريسين من بذور نبات الخروع؟

  الموطن الأصلي والوصف الظاهري الموطن الأصلي لنبات الخروع جنوب شرق حوض البحر الأبيض المتوسط وشرق إفريقيا والهند. وتنتشر زراعته رئيسياً في البرازيل والهند والصين والاتحاد السوڤييتي (سابقاً) وتايلند. ينسب إليه نحو 17 صنفاً، تشتمل على أشجار وشجيرات تُنتِج بذوراً كبيرة، ونباتات عشبية حولية تُنتِج بذوراً أصغر حجماً. وتعد الأصناف المستزرعة حالياً من الأصناف الأصغر حجماً وأمكن تطويرها بالتحسين الوراثي، بهدف الحصول على نباتات تتميز بمردود عال من البذور. وبالرغم من البذور سامة فإن الزيت غير سام.الأن شجر الخروع منتشر في جميع أنحاء المناطق الاستوائية ويزرع على نطاق واسع في أماكن أخرى كنبات للزينة. الوصف الظاهري الخروع نبات شجري يتبع العائلة اللبنية. اسمها العلمي (باللاتينية: Ricinus communis ). وهو نوع من النباتات المُزهرة والمُعمِّرة التي تُستخدم في الزينة. الشجيرة سريعة النمو. يمكن أن تصل إلى حجم شجرة صغيرة، حوالي 12 مترًا (39 قدمًا). يبلغ طول الأوراق اللامعة 15-45 سم (6-18 بوصة). الأوراق متبادلة. راحية تشمل على خمسة إلى اثني عشر فصًا عميقًا بأجزاء مسننة خشنة. في بعض الأصناف، عندما تكون...

قصة اكتشاف البروتينات بخلايا الكائنات الحية

قصة اكتشاف البروتينات وصف البروتينات لأول مرة الكيميائي الهولندي جيراردوس يوهانس مولدر. أما تسمية البروتين فترجع إلى الكيميائي السويدي يونس جاكوب بيرسيليوس، وذلك في عام 1838. أجرى مولدر تحليلًا أوليًا للبروتينات الشائعة ووجد أن جميع البروتينات تقريبًا لها نفس الصيغة التجريبية، C 400 H 620 N 100 O 120 P 1 S 1 . لقد توصل إلى استنتاج خاطئ مفاده أنها قد تكون مكونة من نوع واحد من الجزيئات (الكبيرة جدًا). ثم اقتراح مصطلح "بروتين" لوصف هذه الجزيئات بيرسيليوس زميل مولدر. البروتين مشتق من الكلمة اليونانية ( (proteios ، والتي تعني "الابتدائي" أو "في المقدمة"، أو "الواقف في المقدمة". ومضى مولدر في تحديد منتجات تحلل البروتين مثل الحمض الأميني الليوسين الذي وجد له وزنًا جزيئيًا (صحيحًا تقريبًا) يبلغ 131 دالتون. اعتقد علماء التغذية الأوائل، مثل الألماني كارل فون فويت، أن البروتين هو أهم عنصر غذائي للحفاظ على بنية الجسم. لأنه كان يعتقد بشكل عام أن "اللحم يصنع اللحم". قام كارل هاينريش ريتهاوزن بتوسيع معرفته بالبروتين مع التعرف على حمض الجلوتاميك....

الهيل: التوزيع والانتشار والفوائده الصحية ‏

التوزيع والانتشار يعرف بالهيل في الجزيرة العربية والشام. ويعرف بالحبهان في مصر. كما يعرف بقاع القلة أو القعقلة في المغرب العربي. هذه الاسماء الشائعة مجتمعة تشير إلى نوعين من النباتات ينتميان إلى جنسين مختلفين من الفصيلة الزنجبارية. يتوزع الهيل، أو الهيل الأخضر في المنطقة من ماليزيا إلى الهند. ويتميز بلون ثماره الأخضر الفاتح. أما الهيل الأسود (الهيل البني، أو هيل جافا، أو هيل بنغالي، أو هيل سيامي، أو هيل أبيض أو أحمر) فيتوزع بصورة رئيسية في آسيا وأستراليا. وتتميز ثماره بأنها أكبر وذات لون بني غامق. والهيل الأسود أو البني زكي الرائحة قوي المذاق له العديد من الاستعمالات. فهو يدخل في عمل القهوة والحساء ويعتبر من أغلى أنواع التوابل. وتتميز حبوب الهيل بشكله المثلثي في القطع العرضي، وتحمل الحبوب بذور سوداء صغيره.استخدام الهيل في القهوة: في بلاد الخليج يضاف الهيل إلى القهوة. فيكسبها طعماً ونكهة مميزة. وقد اثبت الدراسات العلمية أن الزيوت الطيارة ذات الرائحة العبقة في بذور الهيل، تبطل مفعول الكافيين على الجسم. لمعرفة كيفية زراعة الهيل شاهد الفيديو في الرابط المرفق. أن طريقة تحميص حبوب البن لإعد...

مراحل تطور علم الخلية منذ ولادته الأولى حتى يومنا هذا

منذ زمنا بعيدا والانسان يدفعه فضوله للبحث عن ماهية الخلايا وتركيبها ووظيفتها. ومعرفة ما بها من مكونات وتركيبها ووظائفها. هذا ‏ الفضول وما أثمر عنها من تراكم معرفي أدى إلى نشأة علم الخلية كأحد علوم البيولوجي. ما هي العلوم التي ساعدت على نضج علم الخلية؟ وقد ساعد على نضج علم الخلية تقدم علوم أخرى أهمها: علوم الكيمياء ‏ والفيزياء البصرية والأجنة والتشريح وغيرها. كذلك، فإن هناك علاقة قوية ووثيقة بين علم الخلية وعلمي الوراثة والفسيولوجيا. فعلم الوراثة ‏ يهتم بكيفية انتقال المادة الوراثية من جيل إلى جيل وعلاقة ذلك بانقسام الخلايا. بينما يهتم علم الفسيولوجيا بالأنشطة الحيوية التى تتم ‏ داخل الخلايا والتي توضح بصورة جلية الأهمية الوظيفية للمكونات الخلوية المختلفة. كما يهتم بالآليات التي تمكن الخلية من القيام بالتغذية ‏ والتكاثر والنمو وغيرها. إضافة لما تقدم، لعلم الخلية دورا مهما في فهم الأسباب التى تؤدى إلى تحويل الخلايا الطبيعية إلى ‏ خلايا شاذة، وما يخلفه ذلك من أمراض. ففهمي اسباب هذه الامراض ساعد قي كيفية العلاج منه. بصفة عامة فإن لهذا العلم أهمية كبرى ‏ فى نواحى الحياة الطبيعية و...