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 Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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