Фрукти необхідні в раціоні, хоча у кожної людини свої переваги і смаки. Яблуко, як правило, одне з найбільш споживаних за своїм смаком, але ми не звертаємо уваги на його зовнішній вигляд.
Ви коли-небудь замислювалися, чому він має ямочку на маківці? Якщо він справді висить на дереві, чому він не має більш витягнутої форми? Наука показало дослідження чому він набуває такої форми і має ямкоподібний гострик.
Зростання яблука надає таку форму
По суті, ця фізіономія є результатом різних фаз росту між масою та стеблом, згідно з новим математичним дослідженням плоду. Яблука мають відносно сферичну форму, за винятком ямочки на вершині. Але команда з Гарвардського університету в Кембриджі вирішила зрозуміти, чому фрукт має таку незвичайну форму.
Вчені використовували гель, який міг адаптувати цю форму з часом. Це допомогло їм відтворити те, як росте яблуко, і вони порівняли це з ростом справжніх яблук у фруктовому саду. Поєднання цього з математичним моделюванням виявило, що основна анатомія плоду (спосіб його росту на різні ритми і механічна нестабільність) відіграють спільну роль у піднятті ямочки, нижніх хребтів і загальної форми плоду.
Доктор Лакшмінараянан Махадеван, провідний автор дослідження, раніше розробив просту теорію, щоб пояснити форму та ріст яблук. Однак проект почав приносити плоди, коли дослідникам вдалося поєднати спостереження за справжніми яблуками на різних стадіях росту.
Математична теорія вирішує невідоме
Щоб зрозуміти еволюцію форми яблука та гострика, дослідники звернулися до давньої математичної теорії, відомої як теорія сингулярності.
Теорія сингулярності використовується для опису ряду різних явищ. Це можна використовувати, щоб дізнатися про чорні діри або більш абстрактні приклади, як-от світлові візерунки на дні басейну та поширення тріщин. «Ці фокусні точки іноді можуть приймати форму сингулярностей, де розташовані деформації.сказав автор, додавши, що "повсюдний приклад можна побачити на верхівці яблука, внутрішня ямка, де ніжка зустрічається з плодом".
Команда дослідників припускає, що особливість у цьому випадку невелика зміна швидкості росту навколо стебла, порівняно з іншими частинами яблука, створюючи ямочку. Верхівка яблука не має нічого спільного зі світлими візерунками в басейні, але має таку ж форму, як і вони.
Команда використовувала чисельне моделювання, щоб зрозуміти, чому ріст шкірки та серцевини фрукта утворюють гострий кут. Потім вони підтвердили моделювання експериментами, які імітували ріст яблук за допомогою гелю, який з часом набухав. Експерименти показали, що різні темпи росту між основною масою яблука та областю стебла призвели до ямкоподібний бугор.
Ці зміни та форми гостриків спостерігаються в деяких яблуках та інших фруктах, наприклад персики, абрикоси, вишні та сливи. Команда виявила, що анатомія плоду може мати спільні функції, викликаючи численні горбики у всіх подібних плодів.
Автори кажуть, що природа молекулярних сигналів, які викликають пригнічення росту біля стебла, повинна бути досліджена в майбутньому. Вони також хочуть вивчити механізми, які зв'язують клітини зі змінами в тканинах плоду.