Международная группа ученых впервые подробно изучила работу биомеханизма, позволяющего семенам одуванчика в зависимости от погоды раскрываться, чтобы улететь, или, напротив, закрываться, чтобы ветер их не подхватывал. Исследование опубликовано в Nature Communications.
Известно, что каждое семя одуванчика прикреплено тонкой трубкой примерно к сотне щетинок, которые образуют структуру, похожую на парашют. Когда семена отрываются от головки цветка, эти пучки волосков ловят ветер и способны таким образом перемещаться на расстояние до 100 км.
В условиях высокой влажности мохнатый парашют закрывается, а в сухую погоду раскрывается, чтобы семена могли лучше ловить потоки воздуха. Каким образом одуванчики настолько эффективно реагируют на окружающую среду, до сих пор известно не было.
Недавнее исследование показало, что парашюты открываются и закрываются с помощью механизма, похожего на актуатор или привод – «устройства», которое преобразует сигналы в движение. При этом энергия этим приводам не требуется.
Центр парашютов оценивает влажность окружающей среды, поглощая молекулы воды из воздуха. Реагируя на эти сигналы, растения «принимают решение», открывать свои парашюты и улететь или же закрыть и остаться на месте.
Ученые обнаружили, что привод имеет уникальную радиальную трубчатую конструкцию, к которой прикрепляются волоски парашюта. Это обеспечивает их одновременное движение. Чтобы открыть или закрыть парашют, актуатор меняет свою форму.
«Результаты нашей работы показывают, как одуванчик обеспечивает выживание своего вида, принимая, пожалуй, самое важное решение в жизни – оставаться или искать лучшую среду обитания», – говорит одна из авторов исследования Наоми Накаяма.
Исследователи изучили механизм работы растения, используя свой опыт в области биологии растений и машиностроения. Они поместили одуванчики в специальную камеру с регулируемой влажностью и измерили ее влияние на привод. Ученые обнаружили, что более высокая влажность вызывает вздутие актуатора и механическое движение волосков вверх – таким образом парашюты закрываются.
По мнению авторов работы, их открытие поможет инженерам создавать мягких роботов, которые будут способны двигать сразу несколькими конечностями с помощью очень простой, но функциональной конструкции.
Ранее сообщалось, что уникальный банк семян Вавилова спасет Россию от продовольственного коллапса.
Подробнее в сюжете: Научные открытия