Почему семена одуванчика так хорошо летают?
Семена одуванчика могут путешествовать на многие километры по воздуху, прежде чем опуститься. И ученые действительно не знали почему так происходит. В других семенах растений используется больше крыловидные конструкции для семян, поэтому должна быть причина, по которой у одуванчиков такие необычные семена.
Команда физиков в Шотландии нашла эту причину: особый вид воздушного пузыря, который формируется над каждым семенем, что помогает дольше удерживать его в воздухе. Это буквально новый вид полета, и он не только помогает ученым лучше понять одуванчики — он открывает новые возможности для изучения всех видов движения в воздухе и за его пределами.
Первая часть исследования была достаточно простой — изучение конструкции семян одуванчика с помощью ультраточных рентгеновских снимков и регулярной световой микроскопии. Авторы сообщают, что каждый папус, щетинистая головка семени, содержит в среднем 100 палочковидных нитей, каждая длиной около 7,4 мм и толщиной 16,3 мкм. Они также обнаружили, что пористость папуса составляет почти 92 процента, что означает, что там в основном пустое пространство.
Далее команда поместила семена одуванчика в вертикальную аэродинамическую трубу, которая позволяла им парить бесконечно на фиксированной высоте. Затем, с помощью фотографий с большой выдержкой и высокоскоростных камер, они проанализировали поведение воздуха, проходящего через щетинки папуса. Именно тогда они обнаружили воздушный пузырь, всегда тянущийся на фиксированном расстоянии от семени.
Технически, однако, на самом деле это не пузырь; авторы называют это отдельным вихревым кольцом (СВР). Вместо воздушного шара, похожего на настоящий пузырь, этот вихрь больше похож на вытянутый пончик, очень высокий с длинной тонкой дырой посередине. Когда воздух проходит через паппус, он попадает за пределы СВР, затем попадает в поток и следует за ним внутрь, вниз по отверстию. Он появляется на нижнем конце и снова начинает течь вверх, перезапуская цикл.
Все это в конечном итоге создает крошечное пятно низкого давления прямо над плавающим семенем одуванчика, замедляя его спуск по воздуху.
Подобные виды воздушных пузырьков описывались и раньше, но ученые сочли их слишком нестабильными, чтобы на самом деле образовываться в реальной жизни. Однако ученые обнаружили, что одуванчики в ходе эволюции закрепили именно этот признак для опыления на дальние расстояния.
Подобные структуры являются обычным явлением в биологическом мире, пишут ученые, поэтому открытие может также помочь ученым понять, как другие растения и животные перемещаются, как в воздухе, так и под водой. И есть шанс, что это также может помочь инженерам придумать лучшие инструменты для навигации.
Фото: vivianefreitas.com
