The structure and histogenesis of fruits of Pandanus polycephalus Lam. (Pandanaceae) in connection with the problems of interpretation of the nature of female reproductive organs of the genus Pandanus s. l.
Authors: Здравчев Н.С. , Романов М.С. , Иовлев П.С. , Тимченко А.С. , Бобров А.В. 
Published: August 2024

Карпологические признаки остаются недостаточно изученными у большинства групп цветковых растений, включая семейство Pandanaceae (monocots: Pandanales) и его типовой род. С целью выявить закономерности гистогенеза перикарпия, определить важнейшие особенности структуры плода, уточнить положение завязи и определить морфогенетический тип плода Pandanus мы, используя модифицированные подходы и методы сравнительно-карпологических исследований, изучили одногнездные диаспоры Pandanus polycephalus Lam. на трех стадиях развития (что позволило выявить особенности гистологической дифференциации стенки плода в динамике). Диаспора этого вида пандануса дифференцирована на 2 части: проксимальную (полость завязи) и дистальную («стерильную»). В проксимальной части диаспоры экзокарпий однослойный, а мезокарпий дифференцирован на периферическую и внутреннюю зоны. В зоне срастания соседних диаспор экзокарпий и прилегающие слои мезокарпия представлены 2–3 слоями тангентально вытянутых тонкостенных клеток. В мезокарпии расположено три концентрических круга проводящих пучков с мощными индивидуальными механическими обкладками, два – в периферической паренхимной зоне и один – во внутренней зоне. Косточка диаспоры формируется на поздней стадии развития из внутренней зоны мезокарпия и эндокарпия и представлена волокноподобными склерифицированными клетками. В дистальной части плода под однослойным экзокарпием дифференцируется гиподерма, лигнифицирующаяся на поздней стадии развития. В паренхимном мезокарпии в дистальной части плода расположены два концентрических круга проводящих пучков с мощными индивидуальными механическими обкладками. Внутренняя зона мезокарпия представлена губчатой паренхимой, в которой сохраняется эксцентрический компитум. Поскольку структурный тип гинецея и природа женских репродуктивных органов Pandanus в целом остаются не установленными, в зависимости от варианта их интерпретации наши данные позволяют заключить, что плод P. polycephalus является костянкой Prunus типа (в том случае, если гинецей апокарпный, мономерный) или пиренарем Butia типа (гинецей гемисинкарпный, полимерный).

The fruits of the family Pandanaceae representatives (monocots: Pandanales) are studied insufficiently like in many groups of angiosperms. With the aim to reveal the peculiarities of histogenesis of the pericarp and to determine the most important characters of fruit structure of Pandanus, the unilocular diasporas of Pandanus polycephalus Lam. were investigated at three different developmental stages, and the process of fruit wall histological diff erentiation was studied in dynamics. Original methods of comparative carpological investigations were applied. The diaspora of P. polycephalus is subdivided into two parts: the proximal (the locular) and the distal (sterile) ones. In the proximal part of the diaspora the exocarp is single-layered, but in the zone of fusion of neighboring diasporas the exocarp and peripheral layer of the mesocarp are transformed into the zone of the fusion (2–3 layers of tangentially elongated thin-walled cells). The mesocarp is diff erentiated into peripheral and inner zones, in which three concentric circles of vascular bundles with stout individual mechanical sheaths. The inner zone of the mesocarp along with the endocarp comprised the stone of the diaspora, that is composed of fiber-like sclerified cells. In the distal part the exocarp is represented by one layer of cells of irregular shape, and the mesocarp is differentiated into the single-layered hypodermis (which become lignified at the late developmental stages), the peripheral parenchymatous zone with two concentric circles of vascular bundles with stout individual mechanical sheaths, and the inner zone of the mesocarp composed by spongy parenchyma in which the vestiges of eccentric compitum are observed. As far as the structural type of the gynoecium and the nature of female reproductive organs is not determined in Pandanus, our original results allow to treat the fruit of P. polycephalus either as a drupe of Prunus type (in case of monomerous apocarpous gynoecium) or as a pyrenarium of Butia type (in case of polymerous hemisyncarpous gynoecium).