hvordan fyrkegler åbner

skalaen består af to væv, der kan skelnes med det blotte øje (Fig. 1a). Den indre overflade af skalaen er sammensat af sclerenchyma fibre (8-12 liter i diameter, 150-200 liter lang), grupperet i bundter, der minder om kabler. Den ydre overflade af skalaen består af sklerider (20-30 liter diameter, 80-120 liter lang).

vi monterede en skala på en stiv metalramme og udsatte den for kontrolleret og skiftende relativ fugtighed ved 23 kilogram C i et lukket kammer. Ved hjælp af billedanalyse målte vi vinklen mellem skalaen og bunden af rammen og den afstand, som spidsen af skalaen bevægede sig. Vægten bevæger sig mod midten af keglen i høj relativ luftfugtighed og væk fra midten i lav relativ luftfugtighed (Fig. 1b).

vi udsatte sclerid-og fiberceller for en række relative fugtigheder i en mikrobalance med et kontrolleret miljø og målte vægtændringerne med tiden. Der var ingen forskelle mellem de to celletyper. Kemisk analyse2 viste, at hver celletype har omtrent en 20% volumenfraktion af cellulose i sin cellevæg. Resten er lignin, hemicellulose og pektin.

der er store forskelle i trækstivheden (fiber 4,53 liter 0,90 GPa; sclerid 0,86 liter 0,05 GPa). Med en 1% ændring i relativ fugtighed ved 23 liter C koefficienten for hygroskopisk ekspansion af fibre (0.06 liter 0,02) er signifikant lavere end for sclerider (0,20 liter 0,04). Modellering af skalaen som en simpel dobbeltlagsstruktur kræver, at tre parametre er kendt3: stivheden af de to vævstyper, de relative dimensioner af hvert lag og deres hygroskopiske ekspansionskoefficient. Bevægelsen af skalaens spidser er ikke signifikant forskellig fra den, der forudsiges af modellen4 (gennemsnit, 16,2 mm; forudsagt, 20,6 mm; t=2,25; 8 d.f.; ikke signifikant).

det er ikke muligt at dissekere individuelle celler fra skalaen, da materialet er ekstremt hårdt. Vi fjernede celler ved hjælp af kemisk maceration, men dette fjerner vand og nogle af de andre komponenter i cellevæggen. Dette kan påvirke den observerede viklingsvinkel for mikrofibrillerne i forhold til cellens lange akse (kur), ligesom den ekstremt tørre tilstand, under hvilken cellerne blev observeret. Scanningselektronmikrografier viser, at kurp er betydeligt lavere i fiberceller end i sclerider (Fig. 1c, d). Dette blev bekræftet af polariserende lys microscopy5, som viste, at θ er 30° c±2°) til celler, fibre og 74° c (±5°) for sclerid celler.

bøjningsmekanismen synes derfor at afhænge af den måde, hvorpå orienteringen af cellulosemikrofibriller styrer den hygroskopiske ekspansion af cellerne i de to lag. I sclerider vikles mikrofibrillerne rundt om cellen (høj viklingsvinkel), så den kan forlænges, når den er fugtig. Fibre har mikrofibrillerne orienteret langs cellen (lav viklingsvinkel), som modstår forlængelse. Den ovuliferous skala fungerer derfor som et dobbeltlag svarende til en bimetallisk strimmel, men reagerer på Fugtighed i stedet for varme.