Фрукты необходимы в рационе, хотя у каждого человека свои предпочтения и вкусы. Яблоко обычно является одним из самых потребляемых из-за его аромата, но мы не обращаем внимания на его внешний вид.
Вы когда-нибудь задумывались, почему у него есть ямочка наверху? Если он действительно свисает с дерева, то почему он не имеет более вытянутой формы? Наука выявил в исследовании почему он приобретает такую форму и имеет выступ в форме ямочки.
Рост яблока дает эту форму
По сути, эта физиономия является результатом различных фаз роста между массой и стеблем, согласно новому математическому исследованию плода. Яблоки относительно сферические, если не считать ямочки наверху. Но команда из Гарвардского университета в Кембридже решила выяснить, смогут ли они понять, почему фрукт имеет такую необычную форму.
Ученые использовали гель, который мог со временем адаптироваться к этой форме. Это помогло им воспроизвести то, как растет яблоко, и они сравнили его с ростом настоящих яблок в саду. Сочетание этого с математическим моделированием показало, что основная анатомия плода (то, как он растет в различные ритмы и механическая нестабильность) играют совместную роль в возвышении ямочки, нижних гребней и общей форме плода.
Доктор Лакшминараянан Махадеван, ведущий автор исследования, ранее разработал простую теорию, объясняющую форму и рост яблок. Однако проект начал приносить плоды, когда исследователи смогли соединить наблюдения за настоящими яблоками на разных стадиях роста.
Математическая теория решает неизвестное
Чтобы понять эволюцию формы яблока и вершины, исследователи обратились к давней математической теории, известной как теория особенностей.
Теория особенностей используется для описания ряда различных явлений. Это можно использовать для изучения черных дыр или более абстрактных примеров, таких как световые узоры на дне бассейна и распространение трещин. «Эти фокусы иногда могут принимать форму особенностей, в которых локализованы деформации.сказал автор, добавив, что «вездесущий пример можно увидеть на верхушке яблока, внутренней ямочке, где стебель встречается с плодом.».
Группа исследователей предполагает, что особенностью в данном случае является небольшая изменение скорости роста вокруг стебля, по сравнению с другими частями яблока, образуя ямочку. Верхушка яблока не имеет ничего общего со световыми узорами в бассейне, но имеет ту же форму, что и они.
Команда использовала численное моделирование, чтобы понять, почему рост кожуры и сердцевины фрукта образует вершину. Затем они подтвердили моделирование экспериментами, имитирующими рост яблок с использованием геля, который со временем набухал. Эксперименты показали, что разная скорость роста между основной частью яблока и областью стебля приводит к бугор в форме ямочки.
Эти изменения и формы остроконечных заострений наблюдаются у некоторых яблок и других фруктов, таких как персики, абрикосы, вишни и сливы. Команда обнаружила, что анатомия плода может иметь совместные функции, создавая несколько бугорков во всех похожих фруктах.
Авторы говорят, что природа молекулярных сигналов, вызывающих торможение роста вблизи стебля, должна быть исследована в будущем. Они также хотят изучить механизмы, которые связывают клетки с изменениями в тканях плода.