Owoce są niezbędne w diecie, choć każdy ma swoje preferencje i gusta. Jabłko jest zwykle jednym z najczęściej spożywanych ze względu na swój smak, ale nie zwracamy uwagi na jego wygląd.
Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego ma dołek na górze? Jeśli naprawdę wisi na drzewie, dlaczego nie ma bardziej wydłużonego kształtu? Nauka ujawnił w badaniu dlaczego ma taki kształt i ma guzek w kształcie dołeczka.
Wzrost jabłka nadaje ten kształt
Zasadniczo ta fizjonomia jest wynikiem różnych faz wzrostu między masą a łodygą, zgodnie z nowym matematycznym badaniem owocu. Jabłka są stosunkowo kuliste, z wyjątkiem wgłębienia na górze. Jednak zespół z Uniwersytetu Harvarda w Cambridge postanowił sprawdzić, czy uda im się zrozumieć, dlaczego owoc ma swój niezwykły kształt.
Naukowcy użyli żelu, który mógł z czasem dostosować ten kształt. Pomogło im to odtworzyć sposób, w jaki rośnie jabłko, i porównali go do wzrostu prawdziwych jabłek w sadzie. Połączenie tego z modelowaniem matematycznym ujawniło, że podstawowa anatomia owocu (sposób, w jakim rośnie różne rytmy i niestabilność mechaniczna) odgrywają wspólną rolę we wzniesieniu wgłębienia, dolnych grzbietach i ogólnym kształcie owocu.
Dr Lakshminarayanan Mahadevan, główny autor badania, wcześniej opracował prostą teorię wyjaśniającą kształt i wzrost jabłek. Jednak projekt zaczął przynosić owoce, gdy naukowcom udało się połączyć obserwacje prawdziwych jabłek na różnych etapach wzrostu.
Teoria matematyczna rozwiązuje nieznane
Aby zrozumieć ewolucję kształtu jabłka i wierzchołka, naukowcy zwrócili się do znanej od dawna teorii matematycznej zwanej teoria osobliwości.
Teorii osobliwości używa się do opisu wielu różnych zjawisk. Można to wykorzystać do poznania czarnych dziur lub bardziej abstrakcyjnych przykładów, takich jak wzory świetlne na dnie basenu i propagacja pęknięć. «Te ogniska mogą czasami przybierać postać osobliwości, w których znajdują się deformacje.powiedział autor, dodając, że „wszechobecny przykład widać na wierzchołku jabłka, wewnętrznym dołku, w którym łodyga styka się z owocem".
Zespół badaczy sugeruje, że szczególność w tym przypadku jest niewielka zmiana tempa wzrostu wokół łodygi, w porównaniu z innymi częściami jabłka, tworząc dołek. Wierzchołek jabłka nie ma nic wspólnego z jasnymi wzorami w basenie, ale ma taki sam kształt jak one.
Zespół wykorzystał symulację numeryczną, aby zrozumieć, dlaczego wzrost skórki i rdzenia owocu tworzy wierzchołek. Następnie potwierdzili symulacje eksperymentami naśladującymi wzrost jabłek przy użyciu pęczniejącego w czasie żelu. Eksperymenty wykazały, że różne tempo wzrostu między masą jabłka a obszarem łodygi skutkowało guzek w kształcie wgłębienia.
Te zmiany i kształty guzków są widoczne w niektórych jabłkach i innych owocach, takich jak brzoskwinie, morele, wiśnie i śliwki. Zespół odkrył, że anatomia owocu może mieć wspólne funkcje, powodując powstanie wielu guzków we wszystkich podobnych owocach.
Autorzy twierdzą, że w przyszłości należy zbadać naturę sygnałów molekularnych, które powodują zahamowanie wzrostu w pobliżu łodygi. Chcą również przyjrzeć się mechanizmom, które łączą komórki ze zmianami w tkankach owocu.