Populärwissenschaft | Wie kommt es, dass sich am Kolben Maiskörner unterschiedlicher Farbe befinden?

Ist Ihnen aufgefallen, dass die meisten auf dem Markt erhältlichen Maiskolben insgesamt die gleiche Farbe haben, es aber auch einige Maiskolben mit Maiskörnern unterschiedlicher Farbe, manchmal sogar mehrerer Farben, gibt? Warum ist das so?

Wir wissen, dass Mais eine Angiosperme und eine typische kreuzbestäubende Pflanze ist. Mais ist einhäusig und obwohl seine Blüten nicht sehr schön sind, sind sie sehr wichtig und stellen ein wichtiges Organ für seine Fortpflanzung dar.

Die Quaste befindet sich an der Spitze der Pflanze. Wenn der Mais blüht, blühen die Staubblätter (werfen den Pollen ab) etwas früher als die Stempel (ziehen die Staubfäden heraus).

Der männliche Blütenährenstängel kann während der 5- bis 8-tägigen Blütezeit mehr als 20 Millionen Pollenkörner produzieren. Maispollen sind sehr klein und leicht. Durch eine leichte Brise wird der reife Pollen in einem kegelförmigen Bereich von Dutzenden Quadratmetern um die Pflanze herum verteilt und bestäubt die Stempel auf derselben Pflanze oder auf anderen Pflanzen in der Umgebung. Bei starkem Wind können Pollen bis zu 300 Meter oder sogar noch weiter verbreitet werden.

Die weiblichen Maiskolben wachsen normalerweise etwa 6 bis 7 Knoten unterhalb des oberen Teils der Pflanze, getrennt von den Staubblättern. Um zu überleben, muss die Pflanze den Pollen einfangen, der während der etwa zehntägigen Blütezeit von den Staubblättern abfällt.

Zu diesem Zweck hat sie alle möglichen Mittel ausprobiert: Erstens ist ihr Griffel viel länger als der gewöhnlicher Stempel, nämlich 20 bis 30 Zentimeter oder sogar länger, und sieht aus wie ein „Bart“, weshalb die Blüte der weiblichen Ähre auch als Seidenbildung bezeichnet wird; zweitens wachsen am Griffel viele dünne Äste; drittens wird etwas Schleim auf der Oberfläche des Griffels abgesondert. Auf diese Weise können die meisten dieser Hunderte von „Schnurrhaaren“ Pollen fangen.

Eine halbe Stunde nachdem der Pollen an der Narbe haften bleibt, beginnt er zu keimen. Es verlängert den Pollenschlauch und bohrt sich in das Innere der Narbe. Zu diesem Zeitpunkt teilen sich die Keimzellen im Pollen und bilden zwei Spermien, die sich entlang des Pollenschlauchs bewegen und in diesem dünnen „Bart“ zum Eierstock vordringen. Nach 21 bis 24 Stunden erreicht es den Embryosack im Eierstock. Der reife Embryosack enthält 1 Eizelle und 2 Polkerne. Wenn sich ein Spermium, das ein Farbgen trägt, mit einer der Eizellen verbindet und eine befruchtete Eizelle bildet, entwickelt sich daraus ein Embryo, der den Beginn der nächsten Lebensgeneration darstellt. Darüber hinaus bestimmt es die Farbe der später wachsenden Maiskörner. Das andere Spermium verbindet sich mit den beiden Polkernen zu einem befruchteten Polkern, aus dem sich das Endosperm entwickelt, das mehr als 75 % des Gesamtgewichts des Samens ausmacht. Durch die Speicherung von Nährstoffen können die Samen bei ihrer späteren Keimung mit Nährstoffen versorgt werden.

Jeder „Schnurrhaar“ ist mit einem Eierstock verbunden, und wenn alle Hunderte von Eierstöcken befruchtet und entwickelt sind, bilden sie einen vollständigen Maiskolben.

Doch manchmal, wenn die Staubblätter blühen, weht der Wind stark und der Pollen wird zu weiter entfernten Maispflanzen geweht, wo er die Stempel bestäubt. Während der Pollen, der die Stempel der eigenen Pflanze bestäubt, der Pollen sein kann, der von den Staubblättern anderer Pflanzen stammt.

Beispielsweise bestimmen die Gene dieser Maispflanze, dass die Körner gelb sind, während die Gene des hereinwehenden Maispollens bestimmen, dass die Maiskörner violett, schwarz oder rot sind. Dann wachsen bunte Maiskolben heran. Dieser Effekt der durch Pollen hervorgerufenen Farbveränderungen und anderer Merkmale wird als „intuitiver Effekt“ bezeichnet.

Dabei handelt es sich im Wesentlichen um eine natürliche Hybridisierung von Mais. Natürliche Hybridisierung ist keine schlechte Sache, da der Pollen verschiedener Pflanzen große genetische Unterschiede aufweist und die Nachkommen, die sich nach der Befruchtung entwickeln, oft eine stärkere Vitalität und Anpassungsfähigkeit aufweisen.

Wir wissen, dass Mais ursprünglich aus Mexiko stammt, aber der erste Mais sah so aus. Wenn es nicht über 5.000 Jahre natürlicher Hybridisierung, des Überlebens des Stärkeren und der gezielten Hybridisierung und Züchtung durch den Menschen gegeben hätte, wie hätte es dann zu dem werden können, was es heute ist?

Wenn wir dies verstehen, erkennen wir, dass, wenn sich an einem Maiskolben mehrere verschiedenfarbige Maiskörner befinden, diese Maispflanze zumindest von mehreren Pollenarten andersfarbiger Maispflanzen bestäubt wurde.

Regisseur: Mao Zhiming

Videograf: Li Jinshan

Postproduktion: Mao Yuting

Gesprochen von: Sun Bin

Berater: Xie Chuanxiao

Koordinator: Xu Qin

Produzent: Cheng Weihong