研究人员着手寻找这种黄瓜种子扩散超级大国背后的线索。
Stanislav Gorb/Helen Gorges
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Stanislav Gorb/Helen Gorges
三个夏天前,基尔大学生物力学主义者斯特恩斯萨拉夫·戈尔布(Stainslav Gorb)在土耳其度假后返回德国,并为博士学位提供礼物。学生海伦·戈尔奇(Helen Gorges)。
她回忆说:“他回来了,就像,'海伦,我给你带来了一些东西。他们可能会爆炸,但也许你可以为他们努力。'
他向她赠送了几种散发出的黄瓜,一个较小,更毛茸茸的表亲,其中一个人会在农产品过道中发现的东西 – 除了有毒。
但是,散发出的黄瓜缺乏适口性,它弥补了弹道种子的壮举。水果成熟后,它会充满液体,加压并准备破裂。
最麻烦的干扰或轻推使黄瓜在一秒钟内弹出并驱逐种子,在发芽之旅中派遣种子,该旅程可能会到达一定的距离,从而减少了与父母的竞争。
一旦Gorges了解了这一植物壮举,她就被迷住了。 Gorges说:“我们只是想知道整个爆炸是如何工作的。”
她和她的同事们做到了,她在上周在比利时举行的实验生物学会议上发表的演讲,并在《杂志》上发表的出版物 NPJ植物科学。 “植物很疯狂,”戈尔奇总结说。 “果实确实为完美的分散做准备 – 尽可能地将植物生长到各处。”
黄瓜的完美弹道角度
Gorges和她的同事开始弄清楚黄瓜是如何通过拍摄几百张植物的照片的(一些来自土耳其的照片,而其他来自德国北部基尔当地植物园的植物)来测量茎和成熟水果之间的角度来弄清楚的。
它始终是超过50度的触摸。她说:“凭借空气阻力,这只是一个完美的角度,因此他们可以尽可能地射击 – 完美射击抛物线的完美弹道角度。”
接下来,峡谷检查了果实中的五十个种子。但是切开一个,整个事情都在爆炸。因此,她对水果的内部进行了微观扫描,该扫描揭示了成排的种子,等待着他们的发射,首先是圆形的。戈尔格斯说:“种子,它们实际上都朝着相同的方向出现。”
为了更详细地检查种子的驱逐,她使用了高速摄影。
当Gorges后来放慢视频时,她观察到了茎的升起,并伴随着一台液体喷射,伴随着一次种子射击。她计算出种子可以达到每小时近30英里的速度,它们可以发射近40英尺。
结果与2024年发表在《杂志》上的研究一致 PNAS 由英格兰的另一支球队计算出的平均发射角度约为43度,速度为每小时37英里,并且距离距离近40英尺。
波莫纳学院(Pomona College)的物理学家德怀特·惠特克(Dwight Whitaker)说:“实际上很难将一个小物体扔出很大的距离。” “据我所知,(这是)使用液体弹出种子的少数植物之一,即使不是唯一的植物之一 – 这种加压的液体会推动它们推动并在它们出来时加速它们。”
至关重要的种子
然后,峡谷检查了种子的粘性外套。
当她将种子放在载玻片上并让其干燥时,她发现其粘合剂的质量非常强,以至于单个种子可以支撑高达六磅重的重量。
杜克大学的生物学家希拉·帕特克(Sheila Patek)说:“如果没有参与研究的粘附力,”实际上,显着的发射速度可能与确保当种子碰到某物时,它会粘住,这样就可以越来越多地陷入困境。
为了测试这个想法,未来的工作可以考虑种子以不同速度发射时粘附的各种表面。
帕特克说,关于喷射黄瓜的发现很可能有很多应用。她说:“在当今的材料科学世界中,这些类型的材料确实可以翻译成。”包括软机器人技术,这些机器人技术可能会分散在农场上或在人体中输送毒品。
这些种子在潮湿时会变化,可以帮助激发设计材料在潮湿或干燥条件下的工作不同。
一点喷气还不错。
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