¡Para retroceder! Este pepino explosivo está lleno de semillas: NPR

Hay tres veranos, biomecanista de la Universidad de Kiel TesoroRegresó a Alemania después de vacaciones en Türkiye con un regalo para el doctorado. alumno Helen Gorges.

“Regresó y dijo:” Helen, te traje algo. Podrían explotar, pero tal vez puedas trabajar en eso “”, recuerda.

Le presentó un puñado de pepinos eyactuales, un primo más pequeño y más punteado de lo que encontraríamos en el pasillo del producto, excepto que es tóxico.

Pero lo que carece el pepino de estimulación en la palatilidad, compensa una hazaña de dispersión balística de las semillas. Cuando la fruta está madura, está hinchada con líquido, bajo presión y listo para estallar.

La mayor perturbación o impulso de Metis lleva al pepino a abrir y expulsar sus semillas en una fracción de segundo, enviando semillas en un viaje de germinación que puede alcanzar una cierta distancia, reduciendo la competencia con sus padres.

Una vez que Gorges aprendió esta hazaña botánica, fue colgada. “Solo queríamos saber cómo funciona toda la explosión”, dice Gorges.

Ella y sus colegas hicieron exactamente eso en una conversación que dio la semana pasada. Conferencia de la sociedad para biología experimental en Bélgica y una próxima publicación en la revista NPJ Ciencia de las plantas. “La planta está loca”, resume las gargantas. “La fruta realmente se está preparando para una dispersión perfecta, tanto como sea posible para que la planta crezca en todas partes”.

Ángulo balístico perfecto de un pepino

Gorges y sus colegas comenzaron a comprender cómo funcionaba el pepino tomando unos cientos de fotos de las plantas, algunas de Turquía y otras del jardín botánico local de Kiel en el norte de Alemania, para medir el ángulo entre la caña y las frutas maduras.

Siempre fue un toque de más de 50 grados. “Con resistencia al aire”, dice ella, “es el ángulo perfecto para que puedan disparar tanto como sea posible, el ángulo balístico perfecto para la parábola de tiro perfecta”.

Entonces Gorges examinó las cincuenta semillas dentro de la fruta. Pero corta uno, y todo explota. Por lo tanto, tomó escáneres de micro-CT desde el interior de la fruta, lo que reveló que las semillas estaban alineadas en filas, mientras esperaban su lanzamiento, primero. “Las semillas realmente salen en la misma dirección”, explica Gorges.

Para examinar la expulsión de semillas con más detalle, utilizó una videografía de alta velocidad.

Cuando Gorges ralentizó el video, observó el tallo superior y un producto de la producción de líquidos, acompañada de una sesión de semillas a la vez. Ha calculado que las semillas pueden alcanzar velocidades de hasta casi 30 millas por hora y que pueden lanzar casi 40 pies.

Los resultados son consistentes con un estudio Publicado en 2024 en el diario PNA Por otro equipo de Inglaterra que calculó un ángulo de lanzamiento promedio de aproximadamente 43 grados, velocidades de 37 millas por hora y distancias de lanzamiento de casi 40 pies.

“En realidad es muy difícil tirar un objeto pequeño a larga distancia”, dice Dwight WhitakerFísico en Pomona College que no contribuyó a ninguno de los dos proyectos de investigación. “Que yo sepa, (es) una de las plantas raras, si no la única planta, que usa un líquido para expulsar sus semillas: este líquido de presión que las empuja y acelera a medida que salen”.

Una semilla extremadamente pegajosa

Gorges luego examinó la capa viscosa de las semillas.

Cuando colocó una semilla en una cuchilla de vidrio y la dejó secar, descubrió que su calidad adhesiva era tan fuerte que una sola semilla podía soportar un peso de seis libras.

“Si la membresía es lo que es”, dice Sheila PatekEl biólogo de la Universidad de Duke, que no participó en la investigación, “por lo que, de hecho, las notables velocidades de lanzamiento pueden tener más que ver con la garantía solo cuando esta semilla ataca algo, se adhiere”, para que luego pueda ser transportado aún más por todo lo que está atascado.

Para probar esta idea, el trabajo futuro podría considerar cómo las semillas se adhieren a varias áreas cuando se lanzan a diferentes velocidades.

Patek dice que los descubrimientos en el pepino de las boquillas pueden tener muchas aplicaciones. “Este tipo de materiales realmente se traducen al mundo actual de la ciencia de los materiales”, dice, incluida la robótica dulce que podría dispersar semillas en granjas o entregar drogas en el cuerpo humano.

Y estas semillas, cuya adhesión cambia cuando está húmeda, podrían ayudar a inspirar materiales diseñados para funcionar de manera diferente en condiciones húmedas o secas.

No está mal para un poco de chorro.