Göz kırptığınızda tohumlarını fırlatan bu bitkileri özleyeceksiniz
Ormanda bir cadı fındığı bitkisine rastlarsanız, onu kıvrımlı kurdeleye benzer yaprakları olan, hoş kokulu bir çalı olarak tanımlayabilirsiniz. Ama Duke Üniversitesi araştırmacı Justin Jorge, bu bir obüs. Bunun nedeni meyvelerinin etkileyici ateş gücüdür.
Cadı fındığı tohumlarını dağıtmaya hazır olduğunda odunsu tohum kapsülleri açılır. Basınç artıyor ve sonunda tohumlar tüfekten atılan mermiler gibi fırlıyor ve yaklaşık yarım milisaniyede saniyede 30 feet hıza ulaşıyor.
Bu projede kıdemli yazar Sheila Patek ile birlikte çalışan Jorge, “Gözünüzü kırparsanız kaçırırsınız” dedi. Tohum çekimi normal bir kamerayla görülemeyecek kadar hızlı gerçekleştiğinden Patek’in ekibi saniyede 100.000 kare kayıt yapabilen yüksek hızlı bir video kamera kullandı.
ABD Ulusal Bilim Vakfıdestekli araştırmacılar Duke Gardens ve Duke Forest’ta bulunan cadı fındığı ailesinin üç üyesinden meyve topladı.
“BuNSF’nin Bütünleyici Organizma Sistemleri Bölümü program direktörü Miriam Ashley-Ross, “Fırlatmayı yaratan çok kısıtlı bir alandaki dokuların hassas şekil değişimi” dedi. “Bu mekanizma, dar alanlarda tespit edilmesi zor fırlatma mekanizmalarına ilham verebilir” “
En küçük tohumlardan bazılarının ağırlığı 15 miligram (bir pirinç tanesinden daha hafif) iken diğerleri 10 kat daha büyüktü. Yine de cadı fındığı ağır tohumları hafif tohumlar kadar hızlı fırlatmayı başarıyordu.
Jorge, “Fırlatma hızlarının hemen hemen aynı olduğunu gördük” dedi. “Tohum kütlelerindeki büyüklük sırası göz önüne alındığında, bunu hiç beklemiyordum.”
Yayınlanan bir çalışmada Kraliyet Cemiyeti Arayüzü DergisiAraştırmacılar bitkilerin bunu nasıl yaptığını araştırdı. İşin sırrının yaylı fırlatmada yattığı ortaya çıktı. Çalışmadaki üç tür, tohumlarını fırlatmak için aynı mekanizmayı kullanıyor.
Tohumlar dışarı çıkmadan önce etraflarındaki meyve kapsülü kurur ve tıpkı bir tahta parçasının eğrilmesi gibi deforme olur. Sonunda tohumun uçmasına neden olan, odunsu meyve kapsülünün duvarları sıkışıyor. Jorge, “Bu, parmaklarınızın arasında sıkarak karpuz çekirdeğini çıkarmanıza benzer” dedi.
Bir gülleyi mermiyle aynı hızda fırlatmak için arkasına daha fazla kuvvet uygulamanız gerekir. Cadı fındığı meyve kapsülleri de aynı şekilde çalışır. Araştırmacılar, her tür için, tohumu tekrar yerine sıkıştırmak için ne kadar kuvvet gerektiğini ölçerek, yay benzeri tohum kapsülünde depolanan elastik potansiyel enerjiyi tahmin ettiler.
Daha ağır tohumlara sahip cadı fındığı türlerinin aynı zamanda daha fazla elastik enerji depolayabilen daha büyük kapsüllere sahip olduğunu buldular. Araştırmacılar, doğayı inceleyerek elde edilecek yeni bilgilerin robotlar için daha iyi tasarımlara yol açabileceğini söylüyor.