خَبَرَيْن logo

انفجار بذور الخيار المتدفق يثير الدهشة العلمية

اكتشفوا كيف يقذف الخيار المتدفق بذوره بسرعة مذهلة تصل إلى 45 ميلاً في الساعة! تعرفوا على الآلية المعقدة وراء هذا الانفجار الطبيعي المدهش وكيف أثار اهتمام العلماء منذ العصور القديمة. تابعوا التفاصيل على خَبَرَيْن.

خيار متدفق يطلق بذوره في انفجار سريع، مع سائل لزج، يظهر في الخلفية مظلمة. تُظهر الصورة آلية الإطلاق الفريدة للنبات.
يمكن لبذور الخيار المتفجر أن تصل إلى مسافات تصل إلى حوالي 10 أمتار بعيدًا عن النبات الأم. دومينيك فيلا
التصنيف:علوم
شارك الخبر:
FacebookTwitterLinkedInEmail

فهم آلية انطلاق بذور الخيار المتدفق

تمتلك قرعة صغيرة غريبة تسمى الخيار المتدفق استراتيجية تكاثر متفجرة أثارت اهتمام علماء الطبيعة منذ أيام الإمبراطورية الرومانية. فالخيار المتدفق يقذف بذوره على مسافات تفوق طوله بمئات المرات، والآن يعرف العلماء كيف تفعل النباتات ذلك.

خصائص الخيار المتدفق

إن الخيار المتدفق أثناء العمل هو مشهد رائع، ولكن إذا رمشت بعينيك، فقد يفوتك ذلك - حيث يستمر الانفجار حوالي 0.03 ثانية (30 ميلي ثانية). عندما تنضج، يبلغ طول الثمرة الخضراء المشعرة حوالي 1.6 بوصة (4 سنتيمترات). وعندما تسقط من الساق، تقذف نافورة من البذور والسائل اللزج بسرعة حوالي 45 ميلاً في الساعة (20 متراً في الثانية)، وتصل البذور إلى مسافات تصل إلى حوالي 33 قدماً (10 أمتار).

تاريخ دراسة الخيار المتدفق

ويوجد خيار التدوير، المعروف أيضاً بالاسم العلمي Ecballium elaterium، في جميع أنحاء البحر الأبيض المتوسط وأوروبا، وفي أجزاء من شمال أفريقيا وأستراليا وآسيا وأمريكا الشمالية. وهي تنتمي إلى فصيلة القرعيات (القرعيات) وهي من أقارب الكوسة والقرع، لكن نفاثات بذورها فريدة من نوعها في المجموعة ونادرة بين النباتات.

دور الساق في قذف البذور

شاهد ايضاً: تم حل اللغز البحري بعد اكتشاف حطام سفينة قبالة سواحل المملكة المتحدة

كان عالم الطبيعة الروماني القديم بليني الأكبر (23 إلى 79 ميلادية) أول من وصف الخيار المتدفق، محذراً من أن "البذور تتدفق حتى أنها تهدد العينين". قدمت الدراسات التي أجريت في القرن التاسع عشر أدلة حول نظام الإطلاق الداخلي عالي الضغط للخيار، ولكن حتى الآن، لم تكن تفاصيل تدفقات البذور الخاصة به مفهومة بشكل جيد.

{{IMAGE}}

التقنيات المستخدمة في البحث

في الآونة الأخيرة، كشف الباحثون هذا اللغز الباليستي على نطاق واسع. فقد استخدموا فيديو عالي السرعة وتصويراً فوتوغرافياً بفاصل زمني ومسحاً بالأشعة المقطعية وإعادة بناء رقمية ثلاثية الأبعاد لتحليل تدفقات الخيار قبل وأثناء وبعد التدفق، كما ابتكروا نماذج رياضية لوصف اندفاعات الثمار الشبيهة بالسخانات.

نتائج الدراسة الحديثة

شاهد ايضاً: ظهر مذنب جديد في السماء، ثم من المحتمل أنه تفتت. لكنه لا يزال يمكن رؤيته.

وتوضح النتائج التي توصلوا إليها، والتي نُشرت يوم الاثنين في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، أن آلية التدفق أكثر تعقيدًا من مجرد تراكم بسيط للسائل وإطلاق الضغط الداخلي. فبالإضافة إلى احتقان الخيار، هناك تغيرات فيزيائية أخرى في النبات قبل وأثناء الانفجار شكلت زاوية وارتفاع ومسافة قذف البذور الناجح، وفقًا للدراسة.

تصريحات الباحثين حول النتائج

وقالت الدكتورة أنجيلا هاي، قائدة مجموعة بحثية في معهد ماكس بلانك لأبحاث تربية النباتات في كولونيا بألمانيا: "إنها فكرة جديدة أن نثر البذور الأمثل لا يتعلق فقط ببناء أكبر قدر من الضغط في الثمرة". وقد كتبت هاي سابقًا عن تشتت البذور المتفجرة لكنها لم تشارك في البحث الجديد.

التعاون بين الباحثين

بدلاً من ذلك، قالت هاي لشبكة سي إن إن في رسالة بالبريد الإلكتروني، تشير الدراسة إلى أن إطلاق البذور الأكثر فعالية يعتمد على المفاضلة بين الضغط الناتج عن تراكم السوائل والتغيرات المميزة الأخرى التي تهيئ الثمرة لتلك اللحظة الانفجارية.

شاهد ايضاً: القمر الوردي الكامل في أبريل سيبدو أصغر من المعتاد - إليك السبب

شارك في الدراسة الدكتور ديريك مولتون، أستاذ الرياضيات التطبيقية في جامعة أكسفورد البريطانية، وقد تعرف على الخيار المتدفق في صيف عام 2022 من قبل كبير مؤلفي الدراسة الدكتور كريس ثوروغود، نائب مدير ورئيس قسم العلوم في حديقة ومشتل أكسفورد النباتية.

قال مولتون لشبكة CNN في رسالة بالبريد الإلكتروني: "لقد عملنا على بعض المشاريع الأخرى معًا، وتربطنا علاقة تعاونية جيدة حقًا". "لقد أراني نباتًا يقوم بشيء مثير للاهتمام، ثم أحاول استخدام الرياضيات لفهم بعض الجوانب."

أحضر ثوروغود مولتون وباحثين آخرين لرؤية الخيار المتدفق في حديقة أكسفورد، وأكد لهم أن القرع المتواضع كان أكثر غرابة مما يبدو عليه. فعندما كانت ناضجة، كان كل ما يتطلبه الأمر هو لمسة واحدة لإطلاقها بقوة عالية.

شاهد ايضاً: تم إرسال طبيب إلى محطة أبحاث في القطب الشمالي خلال فترة الحرب الباردة. وبعد عقود، اكتشف الغرض السري منها

قال مولتون: "لقد انحنى وضغط على إحداها، وكان بإمكانك سماع صوت رش صغير جداً، لكننا لم نتمكن من رؤية أي شيء يحدث، فقد كان الأمر سريعاً جداً". "لذا أخذنا بعض الفواكه إلى المختبر، حيث قمنا بتصوير عملية القذف بكاميرات عالية السرعة. كان الأمر مذهلاً. لقد تعلقنا بها، وأردنا أن نفهمها."

كانت مقاطع الفيديو عالية السرعة للخيار مجرد البداية. واستخدم الباحثون الأشعة المقطعية لدراسة الترتيب الداخلي للبذور، واختبروا صلابة أجزاء النبات والتقطوا مقاطع فيديو بفاصل زمني في الأيام التي تسبق إطلاق البذور لتتبع التغيرات الفيزيائية في السيقان والثمار. وباستخدام نماذج رياضية مبنية على بياناتهم، ابتكر العلماء نماذج محاكاة للبذور وهي تطير وتوقعوا أين ستهبط.

العمليات الفيزيائية قبل الانطلاق

قال مولتون: "جاء إطار عملنا الرياضي من التفكير في فيزياء العملية، قبل وأثناء قذف البذور، وتضمن وصفًا رياضيًا لكل من الثمرة والساق وكيفية تفاعلهما".

شاهد ايضاً: إدارة الطيران الفيدرالية تتيح لشركة سبيس إكس إطلاق ستارشيب بعد فشل مدوي أسقط الحطام على جزر مأهولة

لاحظ الباحثون أنه قبل أيام من إطلاق البذور، كان هناك الكثير مما يحدث داخل الخيار. فبينما كانت الثمار تنتفخ بالسوائل، كان بعض من هذا السائل يتدفق أيضًا إلى الساق، مما أدى إلى زيادة سماكة الساق وتصلبها بحيث ترتفع الثمرة المتدلية من وضع التدلي شبه العمودي إلى زاوية 45 درجة تقريبًا. ووفقًا للدراسة، فإن التدلي من هذه الزاوية، بدلًا من التدلي بشكل مستقيم، هو استراتيجية أفضل للنبات، مما يمكنه من قذف البذور إلى مسافة أبعد.

كما رأى العلماء أيضًا أن الساق تعطي الثمرة دورانًا أثناء انفصالها، وذلك عن طريق الانكماش بعيدًا عن الثمرة. وأظهرت نماذجهم أن هذا الدوران من شأنه أن يفرق البذور في قوس أوسع.

قال مولتون: "لا يكفي أن تطلق بذورك بعيدًا فحسب - فأنت تريد أيضًا أن تنتشر بشكل جيد إذا كنت تريد زيادة احتمال بقاء بعضها على قيد الحياة لتكوين نباتات جديدة". "هناك هذا التنسيق الكامل للنشاط الذي يساهم في تحديد المكان الذي تذهب إليه البذور. وبما أن كل هذه التفاصيل تعيش في نموذجنا الرياضي، فقد تمكنا من إظهار مدى دقة ضبط الإيكاليوم من أجل التشتت الناجح."

شاهد ايضاً: يقول العلماء إن الأنهار الجليدية "دمرت" الأرض الجليدية وغيرت كيمياء المحيطات، مما مهد الطريق لحياة معقدة

ثمار الخيار المتدفق، وهي خضراء مشعرة، تظهر على النبات، مع خلفية ترابية، وتوضح آلية قذف البذور الفريدة.
Loading image...
فاكهة خضراء مشعرة من عائلة القرع، يبلغ طولها حوالي 4 سنتيمترات عندما تنضج. كريس ثوروجود

غالبًا ما يتطلع العلماء إلى الكائنات الحية النموذجية - أنواع معينة مدروسة جيدًا - للإجابة على الأسئلة البيولوجية. ولكن هناك أيضًا الكثير مما يمكن تعلمه من خلال دراسة الكائنات الشاذة التي تحظى باهتمام أقل، مثل الخيار المتدفق، كما قالت هاي.

شاهد ايضاً: العلماء يكتشفون "جسيم شبح" غير مسبوق في البحر الأبيض المتوسط

وقالت: "لا توجد العديد من السمات المثيرة للاهتمام في الكائنات الحية النموذجية". "وتوضح هذه الورقة البحثية كيف يمكننا التعلم من التنوع."

وتوضح الدراسة الجديدة أيضًا أنه على الرغم من أن النباتات لا تحتل عادةً مركز الصدارة في السلوك الغريب، إلا أنها لا تزال قادرة على إظهار "بعض المآثر المدهشة جدًا"، كما قال مولتون.

"كم عدد الأشخاص الذين ربطوا الخيار بالحركة السريعة؟ "لقد كنت سعيدًا جدًا لمجرد أن أكون قادرًا على اكتشاف شيء ما حول آلية هذا الخيار الصغير الرائع."

أخبار ذات صلة

Loading...
نيزك NWA 16788، أكبر قطعة معروفة من المريخ، يظهر تفاصيل سطحه الفريد ولونه الأحمر، استعدادًا للمزاد في نيويورك.

أكبر صخرة من المريخ في العالم قد تُباع مقابل 4 مليون دولار

هل ترغب في امتلاك قطعة من المريخ؟ النيزك NWA 16788، الذي يعد الأكبر من نوعه، سيُعرض في مزاد سوذبيز بنيويورك بقيمة متوقعة تصل إلى 4 ملايين دولار. اكتشف المزيد عن هذا الاكتشاف الفريد وكيف يمكن أن يغير فهمنا للكوكب الأحمر.
علوم
Loading...
عنكبوت مغطى بفطريات زومبي، يظهر على ورقة خضراء، يعكس العلاقة التكافلية بين الفطريات والحشرات في العصور القديمة.

حفرية كهرمانية مذهلة تكشف عن فطر من نوع "Last of Us" ربما عاش جنبًا إلى جنب مع الديناصورات

اكتشاف مذهل يحمل في طياته أسرار الطبيعة القديمة: كهرمان عمره 99 مليون عام يحتفظ بذبابة ونملة مصابتين بفطريات زومبي، يكشف لنا عن تعقيدات النظم البيئية القديمة. هل أنت مستعد لاستكشاف هذه الظواهر الفطرية الغريبة؟ تابع القراءة لتعرف المزيد!
علوم
Loading...
اكتشاف قطعة عظمية تحمل آثار عضات من حيوان آكل للحوم، يُعتقد أنها تعود لمصارع روماني، مما يُظهر تفاعل البشر مع الحيوانات في العروض القتالية.

هيكل عظمي قد يظهر أول دليل مباشر على مصارع تعرض لعضة أسد

هل كنت تعلم أن هيكلاً عظمياً يعود لمصارع روماني قد يكشف عن أول دليل مادي على القتال بين البشر والحيوانات؟ هذا الاكتشاف المذهل في يورك يسلط الضوء على ثقافة الترفيه الرومانية، ويعيد تشكيل فهمنا لتاريخ المصارعة. تابع القراءة لتكتشف المزيد عن هذا اللغز الأثري!
علوم
Loading...
صخرة ذات نقوش معقدة تشبه الشبكة، تعكس آثار الكائنات الحية من العصر البرمي، مما يسلط الضوء على تأثير الانقراض الجماعي.

الموت الكبير الذي أدى إلى انقراض 90% من الحياة على الأرض. نظرية جديدة قد توضح السبب

هل تساءلت يومًا كيف يمكن لظاهرة النينيو أن تكون السبب وراء أسوأ انقراض جماعي في تاريخ الأرض؟ قبل 252 مليون سنة، أدت الظروف المناخية المتطرفة إلى تدمير الحياة بشكل لم يسبق له مثيل. اكتشف المزيد عن هذه الكارثة وكيف أثرت على كوكبنا!
علوم
الرئيسيةأخبارسياسةأعمالرياضةالعالمتكنولوجيااقتصادصحةتسلية