Fruit is noodzakelijk in het dieet, hoewel elke persoon zijn voorkeuren en smaken heeft. De appel is meestal een van de meest geconsumeerde appels vanwege zijn smaak, maar we letten niet op het uiterlijk.
Heb je je ooit afgevraagd waarom er een kuiltje aan de bovenkant zit? Als het echt aan de boom hangt, waarom heeft het dan geen langgerekte vorm? De wetenschap heeft onthuld in een studie waarom krijgt het die vorm en heeft het een kuiltje in de vorm van een knobbel.
De groei van de appel geeft die vorm
In wezen is deze fysionomie het resultaat van de verschillende groeifasen tussen de massa en de stengel, volgens de nieuwe wiskundige studie van de vrucht. Appels zijn relatief bolvormig, afgezien van het kuiltje aan de bovenkant. Maar een team van de Harvard University in Cambridge ging op onderzoek uit om te zien of ze konden begrijpen waarom de vrucht zijn ongebruikelijke vorm heeft.
De wetenschappers gebruikten een gel die die vorm in de loop van de tijd kon aanpassen. Dit hielp hen om de manier waarop een appel groeit na te bootsen, en ze vergeleken het met de groei van echte appels in een boomgaard. Door dit te combineren met wiskundige modellering, bleek dat de onderliggende anatomie van de vrucht (de manier waarop deze groeit verschillende ritmes en mechanische instabiliteit) spelen een gezamenlijke rol bij de verhoging van het kuiltje, de onderste richels en de algemene vorm van de vrucht.
Dr. Lakshminarayanan Mahadevan, de hoofdauteur van de studie, had eerder een eenvoudige theorie ontwikkeld om de vorm en groei van appels te verklaren. Het project begon echter vruchten af te werpen toen de onderzoekers observaties van echte appels in verschillende groeistadia met elkaar konden verbinden.
Een wiskundige theorie lost het onbekende op
Om de evolutie van de vorm van de appel en de knobbel te begrijpen, wendden de onderzoekers zich tot een al lang bestaande wiskundige theorie die bekend staat als singulariteitstheorie.
Singulariteitstheorie wordt gebruikt om een aantal verschillende fenomenen te beschrijven. Dit kan worden gebruikt om meer te weten te komen over zwarte gaten of meer abstracte voorbeelden, zoals lichtpatronen op de bodem van een zwembad en de voortplanting van scheuren. «Deze brandpunten kunnen soms de vorm aannemen van singulariteiten waar de vervormingen zich bevinden.zei de auteur, eraan toevoegend dat "een alomtegenwoordig voorbeeld is te zien in de top van een appel, het binnenste kuiltje waar de stengel de vrucht ontmoet".
Het team van onderzoekers suggereert dat de bijzonderheid in dit geval gering is verandering in de groeisnelheid rond de stengel, in vergelijking met andere delen van de appel, waardoor een kuiltje ontstaat. De bovenkant van de appel heeft niets gemeen met de lichtpatronen in een zwembad, maar heeft wel dezelfde vorm.
Het team gebruikte numerieke simulatie om te begrijpen waarom de groei van de schil en kern van de vrucht een cusp vormen. Vervolgens bevestigden ze de simulaties met experimenten die de groei van appels nabootsten met behulp van gel die na verloop van tijd opzwol. De experimenten toonden aan dat verschillende groeisnelheden tussen het grootste deel van de appel en het stengelgebied resulteerden in de kuiltje-vormige knobbel.
Deze veranderingen en knobbelvormen zijn te zien in sommige appels en ander fruit, zoals perziken, abrikozen, kersen en pruimen. Het team ontdekte dat de anatomie van de vrucht gewrichtsfuncties kan hebben door aanleiding te geven tot meerdere knobbels in alle soortgelijke vruchten.
De auteurs zeggen dat de aard van de moleculaire signalen die groeiremming nabij de stengel veroorzaken, in de toekomst moet worden onderzocht. Ze willen ook kijken naar de mechanismen die cellen koppelen aan veranderingen in de weefsels van de vrucht.