Дерен канадський - рослина супер катапульта
Прогулюючись в одному з найбільших хвойних лісів північної Америки, ви могли б подумати, що в навколишньому вас зеленому світі нічого ніколи не відбувається в поспіху.
Рослина дерен канадський (Cornus Canadensis)
Однак дослідники з`ясували, що рослина дерен канадський (Cornus Canadensis), м`яким килимом застилало грунт цих лісів, аж ніяк не витрачає час даремно, коли відкриваються його квітки. За допомогою високошвидкісної відеокамери, вчені зафіксували, що квітка цієї рослини в момент відкриття своїх пелюсток викидає в повітря пилок, менш ніж за 0,4 мілісекунди!
Малюнок 1. Дерен канадський (Cornus canadensis) зазвичай цвіте в період з кінця квітня по червень
Це швидше стрибка цикад (слюнявіц) (0,5-1.0 мс), удару ротоногих ракоподібних (2,7 мс), 5,6 розкриття плодів недоторка залозистої (2,8-5,8 мс), 2 удари мови хамелеона (50 мс), і захоплення венериної мухоловки (100 мс).
«Більшість людей думають, що рослини нерухомі і міцно прикріплені до землі. - Каже один з дослідників. - «Однак ми були здивовані, наскільки швидко можуть відкриватися квітки цієї рослини».
Ще як здивовані! Спочатку дослідники використовували швидкісну відеокамеру, що робить тисячу знімків в секунду. Але зображення виходили розпливчастими, що говорило про повільність камери! І тільки за допомогою надшвидкої відеокамери, здатної виконати 10000 знімків / сек, вони відобразили дійсну картину того, що відбувається "вибуху" квітки дерну канадського. Коли квіти розкриваються, пелюстки швидко (за перші 0,2 мс) поділяються і відкидаються в сторони від тичинок з пилком. Потім тичинки розкриваються і, прискорюючись в 24000 разів (в 800 разів більше сили, яку відчувають астронавти під час зльоту), викидають гранули пилку в повітря "на неймовірну висоту - 2,5 см".
Хоча на перший погляд здається, що подібна цифра не така вже й велика. Але, з огляду на розмір квіток дерну канадського, що становить всього лише кілька міліметрів, подібне досягнення для нас можна було порівняти із закиданням важкого каменю на дах шестиповерхового будинку!
Люди навчилися виконувати схожі трюки за допомогою требюше - середньовічного метальної зброї у вигляді важеля, розташованого між двома опорами. Требюше геніально спроектовано. В даному проекті застосовані закони фізики (система важелів) для штовхання предметів набагато далі і швидше, ніж це робить проста катапульта. Виявилося, що тичинки квіток дерну канадського не тільки схожі з мініатюрними требюше, але і діють подібно цим метальним знаряддям.
Корисний вантаж (пилок в пильовику) прикріплюється до кидальний важеля (нитки тичинок) за допомогою гнучкого "шарніра", Що з`єднує пильовик з верхівкою нитки тичинки. Після того, як квітка розпустилась, зігнуті нитки тичинок розгортаються і викидають енергію пружності. Швидкість обертання пильовика навколо верхівки нитки тичинки прискорює пилок до її максимального вертикального швидкості, вивільняючи і потім викидаючи пилок вгору.
Малюнок 2. У середні століття требюше використовували під час бойових дій. Система важелів і сила требюше дозволяли закидати важкі предмети (а іноді і нещасних посередників між ворожими сторонами) в напрямку розташування ворожих військ. Цією сили було досить, щоб руйнувати стіну фортеці.
Цікаво, що в журналі Nature зазначалося: «Тичинки дерну канадського спроектовані так само, як і мініатюрні середньовічні требюше ...»
Неможливо навіть уявити собі, яким чином всі складові квітки змогли з`єднатися за допомогою покрокової еволюції для настільки узгодженої роботи. «Пелюстки відкриваються незалежно від активності тичинок», - відзначають дослідники. Але навіщо необхідно було швидке відкриття пелюсток, якби на той момент не були присутні повністю функціонують тичинки у вигляді "требюше"? І навпаки, система миттєвого викиду пилку стала б абсолютно марною, якби пелюстки не відкривалися швидко і в потрібний час.
