Biyomekanik:
Ceviz kendini nasıl kırar?
Ceviz bir paradoksla boğuşmaktadır: Sert kabuk fideyi korur-ama aynı zamanda bir hapishane görevi de görür. Çözüm, cevizin kendi kendine açılmasını sağlayan harika bir yapıdır.
Bir ceviz kırmak için bir kişinin hatırı sayılır bir güç uygulaması gerekir. Bu, doğanın yardımı olmasaydı, içindeki fide için de bir sorun olurdu.
Cevizin sert kabuğu, hassas fideyi çevresel tehlikelerden mükemmel bir şekilde korur. Ancak aynı zamanda ona büyük bir sorun da sunar: Kendi başına odunsu duvarı asla aşamaz. Şimdiye kadar, cevizin fide ağacının filizlenmesine izin vermek için nasıl çatladığı bir gizemdi. Şimdi Münih Teknik Üniversitesi’nden Sebastian J. Antreich liderliğindeki bir ekip, cevizin kabuğunu nasıl açtığını keşfetti. Anahtar, kabuğun iki yarısını ortada birleştiren ince şerittir. Ekibin “Advanced Functional Materials” dergisinde bildirdiğine göre, iki farklı doku yapısından oluşur. Bunlar suyla temas ettiğinde farklı tepkiler verir. Ceviz tekrar tekrar ıslatıldığında, aralarındaki gerilim nedeniyle çatlaklar oluşturarak farklı derecelerde genişler. Birkaç ıslak-kuru döngüsünden sonra, çatlaklar o kadar yayılır ki kabuk parçalanır.
Bitki için ceviz zor bir uzlaşmadır, çünkü sert kabuğun güvenliği yaşamın ilk evresindeki büyümenin pahasına gelir. Bu nedenle kabuğun tam doğru zamanda açılması çok önemlidir. Bunun nasıl çalıştığını çözmek için ekip cevizin kimyasal ve fiziksel özelliklerini incelemek için çeşitli yöntemler kullandı. İki yarım kabuk, düzenli olarak düzenlenmiş selüloz liflerinden ve ligninden oluşan kalın duvarlara sahip hücrelerden oluşur – ahşabın en önemli iki bileşeni. Hücrelerin çıkıntıları da birbirine geçerek çok sert, odun benzeri bir malzeme oluşturur. Ancak aralarındaki dikiş, belirgin şekilde farklı bir malzemeden yapılmıştır. Antreich’in ekibinin bildirdiğine göre, esasen iki tür dokudan oluşur. Cevizin üst kısmında, uca doğru, çevreleyen bir malzemeye gömülü ince duvarlara sahip silindirik hücreler baskındır. Öte yandan alt kısımda, kalın, lignifiye duvarlara sahip hücreler baskındır.
Bu doku tiplerinin kimyasal analizi, fındığın üst kısmındaki ince duvarlı hücreler arasındaki malzemenin pektin olduğunu gösterdi. Bunlar, suyu çok iyi emen ve bu süreçte hacimlerini artıran şeker yapı taşlarından oluşan moleküllerdir. Öte yandan, fındığın altındaki malzeme, sert kabuğa daha çok benzer. Araştırma grubu daha sonra fındığı dönüşümlü nem ve kuruluğa maruz bıraktı ve mikroskop altında ne olduğunu gözlemledi. Fındığın üst kısmındaki pektin açısından zengin dikiş tabakası genişledi ve tekrar büzüldü. Ortaya çıkan gerginlik, dikiş malzemesinde çatlakların oluşmasına neden oldu ve bu çatlaklar yavaşça yanlardan öne doğru ilerledi. Doğada, çatlaklar sonunda birleşerek kabuk yarımlarını ayırır – böylece fide sonunda onları ayırabilir ve özgürlüğe kaçabilir.
Bir yanıt yazın