Timun yang memancut dinamakan kerana cara mereka menembak benih mereka menjadi jet cecair yang kuat – dan kini saintis akhirnya menemui mekanik misteri di sebalik pelancaran bahan letupan ini.
Penyelidikan baru mencadangkan timun yang tidak boleh dimakan ini (Ecballium elatherum), yang namanya bermaksud “buang” dalam bahasa Yunani, terkumpul cecair dalam buahnya, mewujudkan tekanan yang sangat tinggi di dalam timun sehingga akhirnya pecah. Menariknya, para saintis mendapati tekanan ini menurun sejurus sebelum benih dikeluarkan kerana cecair mengalir dari buah ke dalam batang, mengubah bentuknya dan menyebabkan timun memuntahkan kandungannya.
Hasilnya memberikan jawapan kepada soalan yang telah lama menarik minat penyelidik.
“Selama berabad-abad, orang ramai tertanya-tanya bagaimana dan mengapa tumbuhan luar biasa ini menghantarnya benih kepada dunia dengan cara yang kejam,” pengarang bersama kajian Chris ThorogoodIni dinyatakan oleh Timbalan Pengarah dan Ketua Jabatan Saintifik Oxford Botanic Garden dan Arboretum di UK. kenyataan. “Kini, sebagai satu pasukan ahli biologi dan ahli matematik, kami akhirnya mula membongkar misteri botani yang hebat ini.”
Bersambung: Mengapa strawberi mempunyai biji di luar?
Timun taburan adalah ahli keluarga labu (Cucurbitaceae), yang juga termasuk tembikai, labu dan labu. Untuk memahami cara timun kecil berbulu ini mengeluarkan biji, Thorogood dan rakan sekerjanya menggunakan fotografi selang masa, pengimbasan CT dan kamera berkelajuan tinggi yang mampu menangkap 8,600 bingkai sesaat. Menurut kenyataan itu, pelepasan benih hanya bertahan selama 30 milisaat – terlalu pendek untuk dilihat dengan mata kasar.
Pasukan itu juga mengukur isipadu timun dan batang sebelum dan selepas tumbuhan mengeluarkan benih. Para penyelidik kemudian memasukkan data ini ke dalam model matematik untuk memetakan mekanik dan trajektori pelepasan benih.
Hasilnya diterbitkan pada hari Isnin (25 November) dalam jurnal. PNASmenunjukkan buat kali pertama bagaimana timun memancut mengeluarkan biji “dengan kelajuan dan ketepatan yang menakjubkan,” pengarang bersama kajian Cari kotak ituIni dinyatakan oleh penyelidik dalam kumpulan fizik bendalir dan bahan lembut di Universiti Manchester di UK. kenyataan berasingan.
Cecair terkumpul di dalam timun selama beberapa minggu, dengan itu mewujudkan tekanan yang diperlukan untuk melepaskan benih. Tetapi beberapa hari sebelum pelancaran, sebahagian cecair masuk ke dalam rod, menyebabkan ia menjadi lebih panjang, lebih tebal dan lebih keras. Proses itu “hampir tidak pernah didengari di dunia tumbuhan” dan mengubah sudut timun untuk memaksimumkan penyebaran benih selepas buah pecah, kata Box.
Mikrosaat sebelum benih dilepaskan, hujung batang melantun dari timun, menyebabkan ia berputar dan keluar. Hasil daripada gerakan berputar ini, timun boleh memencarkan benih sehingga 33 kaki (10 meter) dari pokok induk pada kelajuan 66 kaki sesaat (20 meter sesaat).
“Pertumbuhan meletup timun telah berkembang dari generasi ke generasi untuk membantu ia bertahan,” kata Box. “Mekanisme ini membolehkan tumbuhan mengedarkan benih di kawasan yang luas dan mengurangkan kesesakan dan persaingan antara anak dan tumbuhan jiran lain, memberikan peluang yang lebih baik untuk terus hidup untuk generasi akan datang.”
Menurut kajian itu, perubahan kecil dalam mekanisme ini boleh mengurangkan peluang benih untuk hidup. Dalam model mereka, para penyelidik mengkaji kesan peningkatan tekanan dalam buah-buahan tanpa mengagihkan semula cecair ke batang, contohnya membawa kepada penyebaran benih lebih dekat dengan tumbuhan induk dan mengurangkan kemandirian anak benih.
Hasilnya menyelesaikan misteri yang telah lama wujud, tetapi ia juga boleh memberi inspirasi kepada teknologi baharu, seperti peranti perubatan yang boleh mengeluarkan ubat atas permintaan ke kawasan tertentu badan, kata Box dalam pengumuman awal. “Penyelidikan ini mencadangkan aplikasi yang berpotensi dalam kejuruteraan bio dan sains bahan, terutamanya dalam sistem penyampaian ubat atas permintaan,” katanya.
