Ученые раскрыли многовековой секрет извержения семян бешеного огурца
Британские ученые из Оксфордского и Манчестерского университетов раскрыли тайну бешеного огурца (Ecballium elaterium), интриговавшую их предшественников много столетий. Специалисты смоделировали работу механизма, позволяющего растению выбрасывать семена на большое расстояние. Исследование опубликовано в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Ecballium elaterium — травянистое растение семейства тыквенных, распространенное в Средней Азии, Средиземноморье, на Кавказе и в южных регионах европейской части России.
Бешеный огурец получил свое имя за способность выстреливать струями семечек из созревших плодов под высоким давлением. Несмотря на примечательную особенность, механизм этого процесса не был хорошо изучен.
Команда провела ряд экспериментов с огурцами, выращенными в ботаническом саду Оксфордского университета. Исследователи засняли момент выброса семечек на высокоскоростную камеру, а также измерили объем плодов и стеблей до и после распространения семян.
Как показали наблюдения, само извержение спелого бешеного огурца длится около 30 миллисекунд, что в пять раз быстрее моргания. Семена разгоняются до скорости около 20 метров в секунду и преодолевают по воздуху расстояние, в 250 раз превышающее длину плода (около 10 метров).
Ученые выявили ключевые компоненты стратегии распространения семян бешеного огурца. В течение недель, предшествующих выбросу, в плодах создается сильное давление из-за накопления слизистой жидкости. Затем часть этой жидкости переходит из плода в стебель, делая его длиннее, толще и жестче. Это заставляет плод занять положение под углом около 45 градусов.
В первые мгновения выброса кончик стебля отскакивает от плода, закручивая огурец в противоположном направлении. Это вращение позволяет равномерно покрыть семенами площадь от двух до 10 метров от растения.
По словам ученых, бешеный огурец распространяет свои семена настолько эффективно, что этот механизм можно использовать в биоинженерии для точной доставки лекарств.