Одуванчики контролируют распространение своих семян за счёт асимметричного прикрепления, выяснили учёные.

от

Не стоит расстраиваться, если пушистые семена одуванчика не разлетаются от одного дуновения. Ваш выдох может быть сильным, но природное стремление одуванчика контролировать распространение семян сильнее. Исследователи из Корнельского университета и Австралийского национального университета обнаружили, что не все семена прикреплены к соцветию одинаково, из-за чего требуется значительно различающаяся сила для их отделения.

Чтобы отделить семена в положительном направлении (под углом 90° к верхушке соцветия) требуется гораздо меньше силы, чем в отрицательном (под углом 90° к стеблю). Вытянуть семя одуванчика прямо — ещё сложнее, так как потребуется более чем в 30 раз больше силы, чем при его вытягивании под углом.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of the Royal Society Interface.

Многие цветущие растения стремятся распространить свои семена как можно дальше. Распространяя семена вдали от родительского растения, они снижают конкуренцию за ограниченные ресурсы и позволяют своему потомству колонизировать новые территории, расширяя ареал. Одни растения полагаются на животных для опыления, другие — на воду, но одуванчик предпочитает ветер.

У одуванчиков развился особый механизм — паппус, пушистые белые волоски на семенах, которые обеспечивают особые аэродинамические свойства, позволяя семенам задерживаться в воздухе и уноситься на большие расстояния.

Учёные считали, что одуванчик в этой ситуации — пассивный участник: семена уносились туда, куда их нёс ветер. Однако это представление было вскоре опровергнуто, когда исследователи обнаружили, что явление неравномерного опадения семян, при котором отделение семян от родительского растения происходит не произвольно, а зависит от условий окружающей среды, является реальным.

Учёным давно известно, что механизм распространения семян у одуванчиков зависит от направления ветра, но лежащий в его основе механизм оставался малоизученным.

Чтобы измерить силу, необходимую для отделения семян одуванчика с разных направлений, исследователи разработали хитроумную установку. Микропрепарат с соцветием одуванчика, включая его стебель, закрепили булавкой. Выбрали одно семя, а центр его паппуса приклеили к хирургическому шву, соединённому с датчиком силы, имитируя воздействие ветра.

Они медленно перемещали микропрепарат, создавая тянущее усилие, и регистрировали силу опадения, которая измерялась как пиковая сила, зафиксированная при отделении семени. Они изучали, как направление влияет на высвобождение семян, повторяя процесс вытягивания семян под разными углами и направлениями.

Оказалось, что сила, необходимая для отделения семени одуванчика, может различаться более чем в десять раз в зависимости от направления тяги. Семена легко отделяются при вытягивании по ветру, но упорно цепляются при вытягивании против ветра.

Вытягивание семени прямо оказалось самым сложным, требуя средней силы в 45 мН, что более чем в 100 раз больше, чем требуется в положительном направлении.

С помощью микроскопии учёные также выяснили, что место прикрепления одуванчика асимметрично. Измерения показали, что сторона, обращённая к стеблю, имеет выступающие структуры, которые удерживают паппус и препятствуют отделению, а сторона, обращённая к верхушке, намного слабее. Этот структурный дисбаланс объясняет, почему сила отрыва так сильно меняется в зависимости от направления.

Исследование показало, что, хотя растения не могут контролировать, куда именно упадут их семена, они могут контролировать то, как они отделяются.

Своим широким распространением одуванчики обязаны именно такой продуманной стратегии распространения, которая обеспечивает дрейф каждого семени в новое место, украшая территорию яркими жёлтыми цветами.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте