Изучение плодов "бешеных огурцов" поможет создать новых микророботов
Как отмечают ученые, биологи и физики со всего мира изучают и пытаются воспроизвести различные природные материалы и приспособления, которые растения и животные используют в своей жизнедеятельности
МОСКВА, 8 июля. /ТАСС/. Биомеханики из Германии впервые изучили то, как формируется механизм, позволяющий "бешеным огурцам" выстреливать семенами на расстояние в 12 м со скоростью в 47 км/ч. Раскрытые учеными перемены в структуре тканей, помогающие этому растению распространять свои семена, помогут создать новых микророботов и медицинские инструменты, сообщила пресс-служба Общества экспериментальной биологии (SEB).
"Мы использовали микрокомпьютерную томографию для того, чтобы создать полную трехмерную модель плода "бешеного огурца", а также проследили за его "взрывом" при помощи камеры, получавшей тысячу и десять тысяч кадров в секунду. Это позволило нам вычислить скорость "выстрела" семенами, а также оценить расстояние, которое они пролетают, и проследить за тем, как меняется форма стебля растения и его плодов в процессе созревания", - пояснила биомеханик из Кильского университета (Германия) Хелен Горгес, чьи слова приводит пресс-служба SEB.
Как отмечают ученые, биологи и физики со всего мира изучают и пытаются воспроизвести различные природные материалы и приспособления, которые растения и животные используют в своей жизнедеятельности. К примеру, раки-богомолы способны бить клешнями по панцирям их жертв с силой пули, выпущенной из ружья, а кузнечики и цикады способны прыгать на высоту, превышающую длину их ног в сотни раз.
Ярким примером подобных "природных изобретений" является способность "бешеных огурцов" (Ecballium elaterium) выстреливать семенами при малейшем касании их плодов. Физиков давно интересует то, как формируется механизм, отвечающий за формирование данного выстрела, и как растение избегает его активации до завершения созревания плода. В прошлом, получение этих сведений осложнялось тем, что у ученых не было представлений о внутреннем устройстве этих плодов в незрелой форме.
Немецкие биомеханики восполнили этот недостаток при помощи системы компьютерной томографии, проследив при ее помощи за тем, как менялось устройство и форма плода "бешеного огурца" по мере его созревания. Эти замеры помогли ученым раскрыть перемены во внутренней структуре плода, а также обнаружить, что в процессе созревания связанная с ним часть стебля растения особым образом выпрямляется. Это позволяет плоду "выстреливать" по оптимальной с точки зрения баллистики траектории.
Как надеются ученые, собранные ими сведения и подготовленные ими видеозаписи "выстрелов" плодов данного растения помогут создать новые формы микророботов и медицинских инструментов, оснащенных манипуляторами из гидрогеля, а также разработать новые природоподобные системы доставки лекарств. Они будут использовать для достижения цели схожие физические механизмы, основанные на повышении давления внутри этих устройств и его последующем сбросе, благодаря чему они будут обладать необычно высоким уровнем энергетической эффективности, подытожили ученые.