Математики раскрыли секрет эффективного разброса семян у бешеного огурца
Травянистое растение вида Ecballium elaterium больше известно под названием «бешеный огурец». Так его окрестили за особую манеру распространения семян: к моменту созревания в плодах повышается давление, и семена вместе со слизистой жидкостью с силой выбрасываются наружу. Хотя механизм кажется простым, подробно его до сих пор не изучали. С помощью экспериментов, скоростной видеосъемки и математического моделирования исследователи недавно выяснили, что делает такой способ размножения эффективным.
Разобраться в деталях процесса разброса семян бешеного огурца решили ученые из Оксфордского и Манчестерского университетов (Великобритания). По их мнению, эти знания могут быть полезны в биоинженерии и металловедении. В группу вошли специалисты в области математики, ботаники, физики и других наук.
Статья о новой научной работе вышла в журнале The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Опыты проводили в ботаническом саду Оксфордского университета, где есть экземпляры Ecballium elaterium. В природе это растение семейства тыквенных распространено в Средиземноморье, Малой Азии, на юге европейской части России, в Крыму, на Кавказе и в Средней Азии.
Сняв «извержение» спелого бешеного огурца на высокоскоростную камеру, делающую до 8600 кадров в секунду, исследователи установили, что процесс длится около 30 миллисекунд. Семена при этом разлетаются со скоростью примерно 20 метров в секунду на расстояние от двух и почти до 10 метров, что 250 раз больше длины самого плода.
Во время наблюдений ученые также измеряли объем плодов и стеблей до и после разброса семян, делали КТ-снимки и вели съемку в близком к покадровому режиме с длительными паузами. В дальнейшем полученные данные использовали для разработки математических моделей, описывающих этапы тонко организованного механизма рассевания семян, в том числе траектории их разлета.
Как оказалось, за несколько дней до выброса семян скопившаяся в плоде жидкость частично перераспределяется обратно в плодоножку, из-за чего стебель у основания удлиняется, становится толще и жестче.
Таким образом почти вертикально висящий плод приподнимается и разворачивается под углом примерно в 45 градусов. В результате в момент отрыва спелого бешеного огурца от стебля это придает ему вращательное движение. Плод отлетает, равномерно раскидывая семена вокруг. Перечисленные детали способствуют репродуктивному успеху растения.
Исследователи полагают, что сделанные открытия могут лечь в основу новых изобретений. Возможно, их используют для разработки систем точечной доставки лекарств в виде микрокапсул, выбрасывающих наночастицы действующего вещества в нужном месте.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии