Valószínűleg a legtöbb paprika termesztő már találkozott a keresztbeporzás következményeivel munkássága során. Talán már sokan jártak úgy, hogy a saját terméseikből lementett magokból jövőre nem a várt színű és formájú paprikák fejlődtek ki. Ilyenkor elgondolkozik az ember, vajon minek köszönhető ez? A magyarázat a keresztbeporzásban rejlik. Hogyan is működik a keresztbeporzás és miként lehetne a hasznunkra fordítani? Ahhoz, hogy ezzel tisztában legyünk, először meg kell vizsgálnunk a növényi szaporodás alapjait.
Az alapok
A zárvatermő növények körében a kettős megtermékenyítés bizonyult az evolúció során a legcélravezetőbb módszernek. Ez lényegében arról szól, hogy az apai genetikai információt hordozó pollen az anyai virág bibéjére jutva két sejtet aktivizál magában. A vegetatív és a generatív sejtet. A vegetatív sejt egy úgynevezett tömlőt képez, ami utat biztosít a generatív sejtnek, hogy a bibén keresztül bejusson a termő belsejébe. A generatív sejt ezen út során két hímivarsejtre osztódik, ezek mindketten bejutnak a magkezdeménybe. A magkezdeményen belül a virágképződés során 8 sejt alakul ki, ezek közül 3 vesz rész tevékenyen a megtermékenyítésben. Az egyik a petesejt, a másik kettő pedig együtt kialakítja a központi sejtet. Miután a két hímivarsejt bejutottak a magkezdeménybe az egyik megtermékenyíti a petesejtet, a másik pedig összeolvad a központi sejttel. Míg a megtermékenyített petesejtből embrió és csíra fejlődik, addig a központi sejtből képződik a mag táplálószövete. Mindezt azért fontos tudni, mert ha ezek közül a folyamatok közül egynél is hiba csúszik a rendszerbe, akkor lehet, hogy nem jön létre életképes mag a termésben. A folyamatot az alábbi ábra szemlélteti (illetve azt is, hogy ezekből a sejtekből, szövetekből mi lesz a magfejlődés során; zigóta = megtermékenyített petesejt).
A Capsicum nemnek már több mint 30 faját különítették el a botanikusok, ebből öt sikeresen termesztésbe lett vonva az évek során. A Capsicum annuum fajba tartozik a legtöbb magyar paprika és még sok más chili a Föld összes kontinensén. A Capsicum chinese faj szintén rengeteg képviselője közé tartoznak a világ legcsípősebb fajtái. A C. baccatum, C. frutescens, és C. pubescens fajok talán kevésbé elterjedtek előző két testvérüknél, de gazdasági szempontból szintén fontosak, legfőképp Dél- és Közép-Amerikában. Ezeken kívül viszont még több tíz leírt és felfedezetlen „vad” chili faj létezik, legfőképp a még kevésbé kutatott Amazóniai térségben.
A keresztbeporzás és típusai Visszatérve a tárgyra keresztbeporzásnak nevezzük azt a folyamatot, amikor egy pollen egy növényről eljut egy másik növény bibéjére. Persze, ennek általában következménye a megtermékenyítés is, de nem feltétlenül. Ha fajok közötti (interspecifikus) beporzásról és megtermékenyítésről beszélünk, akkor helyesebb a hibridizáció kifejezést használni. Ahhoz, hogy ez bekövetkezzen pár feltételnek teljesülnie kell. Minden növény pollenjének egyedi formavilága, külső burka van. A példa kedvéért egy paprika bibéje sosem fogja felismerni potenciális partnerként egy orchidea pollenjét, mert annyira eltérő a struktúrája. Tegyük fel, hogy a pollen kompatibilis a termővel, az ivarsejtek bejutnak a magházba. Ekkor jön az újabb szűrés. Ha a két faj genetikai állománya vagy az ivarsejtek morfológiája nagyban eltér, a megtermékenyítés nem jön létre és nem képződik mag. Itt több helyen is elcsúszhat a dolog, hisz mint fentebb írtam a központi sejtet is meg kell termékenyítenie a másik hímivarsejtnek. Ha ez nem következik be a keletkező csíra táplálószövet hiányában nem lesz életképes. Rendben, menjünk tovább. A megtermékenyítés ugyan sikerült, de tegyük fel nem tökéletesen, például azért mert itt-ott a két faj örökítőanyaga különbözik egymástól. Ekkor ugyan képződhet mag, de benne magvetéskor, víz hatására nem indulnak el a megfelelő folyamatok, így nem csírázik ki és életképtelen lesz. Tehát, még ahhoz is, hogy két rokon faj között létrejöjjön a hibridizáció, sok feltételnek kell teljesülnie. Sosem lehetünk teljesen biztosak abban, hogy az így létrejött magok mindegyike életképes.
A szülő növény fajtáját tekintve az alábbi két csoportra oszthatjuk a keresztbeporzásokat:
• Interspecifikus azaz fajok közötti (ezt nevezzük hibridizációnak is) illetve,
• Intraspecifikus azaz fajon belüli, vagy fajták közötti.
Nézzük az interspecifikus változatot. Ez esetben, ahogy fent említettem egy sor körülmény miatt meghiúsulhat az életképes mag létrehozása. Akkor mégis hogyan lehet, hogy a Capsicum nem tagjai között viszonylag gyakoriak a fajok közötti hibridek? (Ilyen hibrid a Habanero Manzano is, amit állítólag egy chinese x pubescens keresztezésből hoztak létre). A válasz egyszerű. Az természetes és mesterséges szelekció nem sodorta (még) annyira távol ezeket a fajokat egymástól, hogy képtelenek legyenek a keresztbeporzásra és a megtermékenyítésre. A szaporító szervrendszerük, az örökítőanyaguk még nagyban hasonlít, ezért tudnak hibridizálni. Persze, nem képes bármelyik kettő! Felmerül a kérdés, akkor melyek képesek?
A fajok közti hibridek
Az interneten böngészve több érdekes kutatást találtam, de a legátfogóbb mind közül egy 1983-as nemzetközi program volt. A kutatás keretében 11 fajt vizsgáltak a hibridizáció szempontjából, köztük az 5 termesztésbe vont fajjal. A kutatást egy ábrán foglaltam össze, illetve próbáltam érthetőbbé tenni, ami alább látható. A felső sorban az anyai növény faja látható, míg az első oszlopban az apai növényé. Az megfelelő sorok és oszlopok metszéspontjában a cellák színe alapján megállapítható, hogy az adott két faj hibridizált-e a kísérlet során. A zöld színű téglalapok a sikeres hibridizációt, a sárgák az utódok részleges termékenységével járó keresztezést, míg a pirosak a sikertelent hivatottak ábrázolni. A fehéren hagyott cellák pedig a nem kutatott vagy teljesen sikertelen hibridizációt. A színekről bővebb tájékoztatást a táblázat alatti jelmagyarázat ad. Itt az F1 jelenti a hibrid utódok első nemzedékét, amelyet a keresztezéssel kapunk. (Az átlóban azért zöld az összes cella, mert itt a saját fajával történt a beporzás, ami még jó hogy működött… )
Mit láthatunk? A C. baccatum feltűnően sok rokonával hibridizált, sőt a termesztett fajták legtöbbje (kivéve a C. pubescens-t) 5 vagy annál több fajjal kereszteződött legalább részben sikeresen. Ehhez képest a vad chili fajták kevesebb társukkal „fajtalankodtak”… (persze az is lehet, hogy velük kevésbé foglalkoztak a kutatók). Az is feltűnő, hogy nem mindegy melyik faj szolgáltatta az apai és melyik az anyai DNS-t. Túl messzemenő következtetéseket azért nem érdemes ebből az egy kutatásból levonni, de jó támpont lehet. Felmerül a kérdés: vajon miért pont ezek hibridizálnak jobban?
Ebbe most inkább nem mennék bele, de biztos van rá valami érdekes magyarázat. Ne feledkezzünk meg az intraspecifikus keresztbeporzásról sem! Nyilvánvalóan ez egy sokkal egyszerűbb helyzet, hisz általában fajon belül működik a megporzás és megtermékenyítés. Ez esetben a chili termesztők számára a különböző fajták közötti keresztbeporzás szolgálhat kuriózummal. Sokak fejében megfordulhat a gondolat, hogy saját új fajták nemesítésével próbálkozzon keresztezéssel. (A Naga fajták felfedezése utáni csípősség rekorderek több példánya ennek a szüleménye, pl. Naga Viper, 7 Pot Primo stb). Ha leegyszerűsítjük a genetikát és két egyedet, pl. egy Narancs Habanerot és egy Trinidad Scorpiont (pirosat) keresztezünk, a létrejövő F1 utódokban a domináns jellegek fognak előjönni. Ilyen domináns jelleg a termés piros színe, vagy a csípőssége. Tehát az F1 utódok nagyjából mind úgy fognak kinézni, mint a Trinidad Scorpion (továbbiakban TS) és olyan erősek is lesznek. Viszont, ha ezeket az egyedeket egymással keresztezzük, vagy önmegtermékenyítjük az ő F2 utódaik közt már a recesszív jellegek is kifejeződnek, így lehet, hogy lesznek narancs színű Habanero kinézetű, de a TS.-ra jellemző nagyon csípős egyedek is. Ha elértük a kívánt jellegű paprikát, már csak az így kiszelektált egyedeket kell tovább termeszteni önbeporzással. (Fontos tudni, hogy növények öröklésmenete ennél bonyolultabb, sok más tényező is hatással van rá, de az érthetőség kedvéért csak az alapokkal foglalkozunk).
Gyakorlati alkalmazás
Ha ilyen egyszerű, akkor miért nincs minden chilis kertben egy újabb fajta? Bizony nem véletlen, hogy a növénynemesítés ma külön iparág. Ahhoz ugyanis, hogy új fajtákat kultiváljunk nem elég két szülő egyed genetikai állománya, mert az nem elég sokrétű. Ha két növényből kiindulva, keresztezve őket, majd az első generációs utódokat egymással keresztezve és ezt hasonlóan tovább folytatva szeretnénk egy új fajtát létrehozni, akkor az pár generáción keresztül sikerülhet, de később a recesszív gének, genetikai betegségek kifejeződésével a kórokozók és kártevők elleni rezisztencia eltűnésével a fajta életképtelenné válik. Ahhoz, hogy sikerüljön több száz kiinduló egyedre van szükség, ellenőrzött körülményekre, pontos megtermékenyítés szabályozásra. Ehhez pedig nyilván rengeteg erőforrást kéne befektetni, ami végül lehet, hogy meg sem térül. Persze, ez nem azt jelenti, hogy otthon nem érdemes kísérletezni, sőt nagyon érdekes dolgokat lehet kipróbálni, ha az ember kicsit odafigyel.
Megelőzés
Tegyük hozzá, nem mindig előnyös dolog a keresztbeporzás. Sőt nagyon sok termesztő igyekszik elkerülni, annak érdekében, hogy a termésekből mentett magok fajtatiszták maradjanak. Erre legjobb módszer a fajták közt tartott nagy távolság, esetleg közéjük más növények telepítése. Persze nem mindenki tudja ezt otthon megoldani a hátsó kertben. A chili fajok mindegyike önbeporzó, ennek ellenére néha megtörténik a keresztbeporzás. Egy kutatás szerint a keresztbeporzások nagy részét a nektárgyűjtő rovaroknak, leginkább méheknek köszönhetjük. Viszont mást is köszönhetünk nekik! Ugyanis azok a virágok, amiket meglátogattak a méhek sokkal, nagyobb valószínűséggel bekötnek, mint azok amiket nem. A kisebb méhek nem vándorolnak gyakran egyik növényről a másikra egy gyűjtő útjuk során, míg a nagyobbak igen. Ha egymástól több méteres távolságra ültetjük a fajtáinkat, akkor ezzel nagyban csökkenthetjük a keresztbeporzások mértékét. Ha teljesen biztosra szeretnénk menni, az viszont totális pollenszigetelést igényel, amire a pollenháló egy jó megoldás. Ha megelégszünk egyszerűbbel akkor, a szúnyogháló is hasznos lehet a palánták körül kihelyezve a különböző repülő rovarok távoltartása végett.
A szerzőről:
Bővíz Marcell biológushallgató és hobbikertész. Egyik fő érdeklődési területe a növényi diverzitás kérdése, kiemelten a paprikafélék változatossága tekintetében. 2-3 éve foglalkozik chilipaprikák hobbiszintű termesztésével, az idén kb. 30 fajtára kiterjedő állománnyal. További célja a chilipaprikákkal kapcsolatos tudományos-ismeretterjesztés, melynek fórumaként létrehozta a Chilitudor nevű blogját. Itt minden téma iránt érdeklődő részletes ismereteket kaphat közérthető módon a Capsaicum nemzetség fajtáiról, kialakulásukról, biológiájukról és egyéb háttérinformációkról. Egy-egy téma esetében idegen nyelven megjelent tudományos cikkek, kutatások, publikációk is összefoglalásra kerülnek élvezhető és érthető stílusban.
