Травянистое растение Ecballium elaterium широко известно под названием «бешеный огурец». Такое прозвище оно получило из-за своеобразного способа распространения семян: к моменту созревания в плодах накапливается давление, и семена вместе с слизистой жидкостью выбрасываются наружу с силой. Несмотря на кажущуюся простоту механизма, его до сих пор подробно не изучали. С помощью экспериментов, скоростной видеосъемки и математического моделирования исследователи недавно выяснили факторы, делающие такой способ размножения эффективным.
Понять механизм рассеивания семян дикого огурца. решилиУчёные из Оксфордского и Манчестерского университетов считают, что полученные данные могут быть применимы в биоинженерии и металловедении. В исследовательскую группу вошли специалисты по математике, ботанике, физике и другим наукам.
Статья о новой научной работе вышла в журнале Труды Национальной академии наук. Эксперименты осуществлялись в ботаническом саду Оксфордского университета, обладающем образцами . Ecballium elateriumЭто растение из семейства тыквенных встречается в Средиземноморье, Малой Азии, на юге европейской части России, в Крыму, на Кавказе и в Средней Азии.
Зафиксировав разрушение спелого огурца с помощью высокоскоростной камеры (8600 кадров в секунду), учёные выяснили, что этот процесс занимает около 30 миллисекунд. Семена при этом летели со скоростью примерно 20 метров в секунду на расстояние от двух до 10 метров, что в 250 раз больше длины огурца.
В ходе наблюдений специалисты измеряли объем плодов и стеблей до и после распространения семян, производили КТ-сканирование и снимали видео с периодическими паузами. По результатам полученной информации разработали математические модели функционирования сложного механизма рассеивания семян, в том числе траектории их разброса.
За несколько дней до выброса семян накопленная в плоде жидкость частично возвращается в плодоножку, из-за чего стебель у основания удлиняется, становится толще и жестче.
Вертикально свисающий плод поднимается и поворачивается на 45 градусов. При отделении зрелого огурца от стебля ему придаётся вращательное движение. Плоды отлетают и равномерно рассеиваются. семенаРазмещенные вокруг характеристики способствуют репродуктивному успеху растения.
Исследователи считают, что выявленные факты могут послужить основой для создания новых устройств. Эти устройства возможно применят при разработке систем. точечной доставкиЛекарства в форме микрокапсул, высвобождающих наночастицы активного вещества в целевом участке.