Новые микроструктуры способствуют подъему семян или сцеплению в ожидании более благоприятного ветра
⏸
Недавно проанализированные микроструктуры помогают объяснить, почему при определенных обстоятельствах бывает трудно извлечь пушистые семена одуванчика.
При дуновении с какого—либо одного направления, на удивление, трудно заставить все нежные белые пучки семян одуванчика разлететься по стеблю. Комочки почти всегда остаются на противоположной стороне стебля, независимо от того, с какой стороны дует ветер. Разобраться в селективном выделении семян растением тоже было непросто.
После примерно трех лет постоянных размышлений, повторных тестов и повторов команда исследователей из США и Австралии обнаружила структурную особенность, которая позволяет партиям семян подниматься вверх. Это позволяет растению приспосабливаться к капризам ветра, говорит специалист по гидродинамике Крис Ро из Корнеллского университета.
В то время как у родителей-одуванчиков нет сил, чтобы обеспечить своему потомству наилучший старт в жизни, новообретенная структура дает растению значительный запас прочности, что снижает вероятность того, что семена обреченно полетят вниз, сообщают он и его коллеги 10 сентября в Journal of the Royal Society Interface.
Как получаются семена одуванчика виндсерфинга, пушистика, уже известно. По словам Роха, немного выше пучка семян образуется воздушная воронка, “похожая на очень пухлый пончик с едва заметной дырочкой”, которая создает зону низкого давления, удерживающую пучок в воздухе.
“Я должен отдать должное моей 4-летней дочери за то, что она уделила так много внимания началу путешествия”, — говорит Ро. “На прогулке мы сорвали одуванчик и подули на него. Так и зародилось это любопытство”.
Биофизик из Корнелла Джена Шилдс вспоминает: “Крис заходит [в лабораторию]. Он такой: «Наши пальцы — это ДАТЧИКИ СИЛЫ! Посмотрите на этот одуванчик!”
Выдергивая только что созревшие стебли под разными углами, он показал ей, что даже люди могут почувствовать, насколько легче вытащить семечко, потянув его наклонно вверх, а не вниз. И тут его осенило: “А теперь иди и измерь это!”
Шилдс прикрепила датчик усилия к отдельным пучкам одуванчика с его только что созревшим пушком и подтвердила то, что зафиксировали ее собственные 10 датчиков. В целом, для выдергивания семян, растущих вверх, требовалось на порядок меньше усилий, чем для их выдергивания вниз. (Труднее всего было вытащить семена сразу, и этот результат породил множество предположений.) Насколько известно Шилдсу, это первые официальные измерения силы, необходимой для высвобождения семян одуванчика.
На этом крупном снимке места прикрепления семени к центру комочка одуванчика видно кольцо в форме подковы, расположенное ниже с одной стороны (на этом снимке справа). Если ветерок поднесет семечко к этому отверстию, оно легко отделится. Но если протолкнуть семечко в противоположном направлении, более высокий барьер поможет ему удержаться.Дж. Шилдс и др./Journal of the Royal Society Interface 2025 На этом крупном снимке того места, где семечко прикрепляется к центру комочка одуванчика, видно кольцо в форме подковы, расположенное ниже с одной стороны. (справа на этом изображении). Если ветерок поднесет семечко к этому отверстию, оно легко отделится. Но если протолкнуть семечко в противоположном направлении, более высокий барьер поможет ему удержаться.J. Shields и др./Journal of the Royal Society Interface 2025
Различия могут быть обусловлены микроскопической архитектурой, в которой соединяются семя и матка. Они связаны смещенной от центра тонкой нитью, как показывает визуализация, проведенная командой во главе с биомехаником Шридхаром Рави из Университета Нового Южного Уэльса в Канберре. Этот трос окружен защитой в форме подковы. Когда ветер или наука захватывают семечко, чтобы потянуть, этот U-образный изгиб удерживает тяжелое семечко на месте — если только сила не наклоняет корпус семени в сторону открытой стороны. Без поддержки U вес всего пучка будет давить на трос. Старт!
Одуванчики — это “отличный пример науки, которая все это время была у нас прямо под носом”, — говорит Шилдс. Она надеется, что этот кусочек науки об одуванчиках вдохновит многих из нас остановиться и задаться вопросом: “Почему эта штука делает такие странные вещи?”