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 Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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