Гамамелис виргинский (лат. Hamamelis virginiana) обладает совершенно уникальным умением – это растение способно выбрасывать семена со скоростью 9 м в секунду. Теперь учёные знают, как растение это делает, и полагают, что их открытия могут быть применены к человеческим технологиям.

Команда из Университета Дьюка в Северной Каролине, возглавляемая аспирантом биомеханики Джастином Хорхе и профессором Шейлой Патек, начала с записи видео трех видов гамамелиса, когда их плодовые коробочки выбрасывают семена. Учитывая тот факт, что семена достигают максимальной скорости всего за полмиллисекунды, видео пришлось снимать со скоростью 100 000 кадров в секунду.

Полученные сверхзамедленные кадры показали, что по мере высыхания плодовых коробочек они деформируются внутрь, как деформирующийся кусок дерева, зажимая боковые стороны заключенного семени сзади. Как только напряжение достигает определенного порога, семя вылетает.

«Это похоже на то, как вы можете выстрелить из арбузного семечка, сжимая его между пальцами», — сказал Хорхе.

Интересно, что, хотя самое тяжелое из семян весило в 10 раз больше, чем самое легкое, все они летели примерно с одинаковой скоростью. Это произошло из-за того, что у растений с более крупными семенами плодовые коробочки были пропорционально крупнее, что позволяло им производить и хранить больше упругой энергии.

«Когда мы думаем о пружинящих вещах, мы обычно думаем о резиновых лентах, спиральных пружинах или луках для стрельбы», — сказал Хорхе. «Но в биологии мы встречаем все эти странные, сложные формы. Возможно, у этих форм есть некоторые преимущества, которые можно использовать для улучшения конструкции синтетических пружин, например тех, которые используются в небольших прыгающих роботах».

Цветущие ветви гамамелиса виргинского. Фото: Oleg Charykov.

Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Journal of the Royal Society Interface.

Источник: Duke University.