Огуречные стрельбы
Бешеные огурцы разбрасывают семена в повороте
Бешеный огурец Ecballium elaterium отчасти похож на огурец обыкновенный, хотя плоды у бешеного более щетинистые, и в рот их лучше не брать – бешеный огурец ядовит, и используется только как лекарство. Бешеным его назвали за то, как он разбрасывает семена: созревающий плод накапливает много влаги, внутренность его наполняется слизью, давление повышается, и в какой-то момент плод отваливается от стебля, выбрасывая семена из отверстия на том месте, которым он был к стеблю прикреплён. Семена летят со скоростью около 20 м/с и улетают от родительского растения на семь, восемь, а то и десять метров.
В общих чертах механика бешеного огурца была известно давно; исследователи из Оксфордского университета и Университета Манчестера добавили подробностей. Они снимали растения бешеных огурцов на высокоскоростную камеру, делавшую около 8600 кадров в секунду – выброс семян у огурца занимает всего 30 миллисекунд, поэтому обычной техникой, и тем более невооружённым глазом это не увидеть. Огурцы начинали снимать заранее, чтобы понять, как они готовятся к стрельбе семенами; кроме того, плодам делали компьютерную томографию, чтобы лучше понять их строение. Плоды бешеных огурцов накапливают влагу в течение нескольких недель, но, как говорится в статье в PNAS, за несколько дней до залпа часть воды из огурца оттекает в стебель, который от этого выпрямляется, становится толще и жёстче. И если прежде плод свисал на стебле почти вертикально, почти перпендикулярно земле, то к финалу он из-за метаморфоз стебля приподнимается свободным концом. Когда плод отрывается от стебля, он в полёте совершает поворот: противоположный конец тянет вниз, и плод поворачивается опять вертикально. Но одновременно он разбрасывает семена. Поскольку в момент залпа плод висел не перпендикулярно земле, а под острым углом, семена начинают лететь не вертикально вверх, а в сторону. Следовательно, падают они не вплотную к родительскому растению, а подальше, и с родительским растением конкурировать не будут. Плод, рассеивая семена, падает сам, и из исходного положения под острым углом он снова становится перпендикулярно к поверхности земли. Это значит, что разные семена проделают разную траекторию и не лягут кучно в одну точку, где им придётся конкурировать уже друг с другом. То есть летят они более-менее в одну сторону, но между ними всё-таки получится достаточно расстояния, чтобы, если они прорастут, они не душили друг друга.
Подготовка бешеного огурца к стрельбе (съёмка за 72 часа до начала показывает изменения в положении плода на стебле) и сама стрельба семенами. (Иллюстрация: Finn Box et al., PNAS, 2024)
