פירות נחוצים בתזונה, למרות שלכל אדם יש את ההעדפות והטעמים שלו. התפוח הוא בדרך כלל אחד הנצרכים ביותר בגלל טעמו, אבל אנחנו לא שמים לב למראה שלו.
האם אי פעם תהיתם מדוע יש לו גומה בחלק העליון? אם הוא באמת תלוי על העץ, מדוע אין לו צורה מוארכת יותר? המדע חשף במחקר למה הוא מקבל את הצורה הזו ויש לו חוד בצורת גומה.
הצמיחה של התפוח נותן את הצורה הזו
בעצם, הפיזיונומיה הזו היא תוצאה של שלבי הצמיחה השונים בין המסה לגזע, על פי המחקר המתמטי החדש של הפרי. תפוחים הם כדוריים יחסית, מלבד הגומה בחלק העליון. אבל, צוות מאוניברסיטת הרווארד בקיימברידג' יצא לבדוק אם הם יכולים להבין מדוע לפרי יש את הצורה יוצאת הדופן שלו.
המדענים השתמשו בג'ל שיכול להתאים את הצורה הזו לאורך זמן. זה עזר להם לשחזר את הדרך שבה תפוח גדל, והם השוו אותו לגידול של תפוחים אמיתיים במטע. שילוב זה עם מודלים מתמטיים גילה שהאנטומיה הבסיסית של הפרי (האופן שבו הוא גדל ב- מקצבים שונים וחוסר יציבות מכנית) ממלאים תפקיד משותף בהגבהה של הגומה, ברכסים התחתונים ובצורה הכללית של הפרי.
ד"ר Lakshminarayanan Mahadevan, המחבר הראשי של המחקר, פיתח בעבר תיאוריה פשוטה כדי להסביר את הצורה והצמיחה של תפוחים. עם זאת, הפרויקט החל להניב פרי כאשר החוקרים הצליחו לחבר תצפיות על תפוחים אמיתיים בשלבי צמיחה שונים.
תיאוריה מתמטית פותרת את הלא נודע
כדי להבין את התפתחות צורת התפוח והקצה, החוקרים פנו לתיאוריה מתמטית ארוכת שנים הידועה בשם תיאוריית הסינגולריות.
תיאוריית הסינגולריות משמשת לתיאור מספר תופעות שונות. זה יכול לשמש כדי ללמוד על חורים שחורים או דוגמאות מופשטות יותר, כמו דפוסי אור בתחתית בריכת שחייה והתפשטות סדקים. «נקודות מוקד אלו יכולות לפעמים ללבוש צורה של סינגולריות שבהן ממוקמות העיוותים.אמר המחבר והוסיף כי "דוגמה נראית בכל מקום בקודקוד של תפוח, הגומה הפנימית שבה הגזע פוגש את הפרי".
צוות החוקרים מציע שהפרטיות במקרה זה היא קלה שינוי במהירות הצמיחה סביב הגבעול, בהשוואה לחלקים אחרים של התפוח, יצירת גומה. לחלק העליון של התפוח אין שום דבר במשותף עם דפוסי האור בבריכת שחייה, אבל יש לו אותה צורה כמוהם.
הצוות השתמש בסימולציה מספרית כדי להבין מדוע צמיחת קליפת הפרי וליבת הפרי יוצרים חוד. לאחר מכן הם אישרו את הסימולציות בניסויים שחיקו את הצמיחה של תפוחים באמצעות ג'ל שהתנפח עם הזמן. הניסויים הראו ששיעורי צמיחה שונים בין עיקר התפוח לאזור הגבעול הביאו ל חוד בצורת גומה.
שינויים אלה וצורות הקצה נראים בחלק מהתפוחים ובפירות אחרים, כגון אפרסקים, משמשים, דובדבנים ושזיפים. הצוות גילה שלאנטומיה של הפרי עשויות להיות תפקודים משותפים על ידי כך שהביאו למספר רב של חודים בכל הפירות הדומים.
המחברים אומרים כי יש לחקור בעתיד את אופי האותות המולקולריים המעוררים עיכוב גדילה ליד הגבעול. הם גם רוצים לבחון את המנגנונים המקשרים בין תאים לשינויים ברקמות הפרי.