miten kävyt avautuvat

asteikko koostuu kahdesta kudoksesta, jotka erottuvat paljain silmin (Kuva. 1 A). Asteikon sisäpinta koostuu sklerenkyymisuiduista (läpimitta 8-12 µm, pituus 150-200 µm), jotka on ryhmitelty kaapeleita muistuttaviin nippuihin. Asteikon ulkopinta koostuu sklerideistä (halkaisija 20-30 µm, pituus 80-120 µm).

asennimme vaa ’ an jäykkään metallirunkoon ja altistimme sen kontrolloidulle ja muuttuvalle suhteelliselle kosteudelle 23 °C: ssa suljetussa kammiossa. Kuva-analyysin avulla mitattiin asteikon ja rungon pohjan välinen kulma sekä etäisyys, jolla asteikon kärki liikkui. Asteikko liikkuu kohti kartion keskustaa korkeassa suhteellisessa kosteudessa ja poispäin keskustasta alhaisessa suhteellisessa kosteudessa (Kuva. 1b).

altistimme skleridi-ja kuitusolut erilaisille suhteellisille kosteuksille mikrotasapainossa, jossa ympäristö oli kontrolloitu, ja mittasimme painon muutokset ajan myötä. Näiden kahden solutyypin välillä ei ollut eroja. Kemiallinen analyysi2 osoitti, että kunkin solutyypin soluseinässä on noin 20 tilavuusprosentin osuus selluloosaa. Loput ovat ligniiniä, hemiselluloosaa ja pektiiniä.

vetojäykkyydessä on suuria eroja (kuitu 4, 53±0, 90 GPa; skleridi 0, 86±0, 05 GPa). Kun suhteellinen kosteus muuttuu 1% 23 °C: n lämpötilassa, kuitujen hygroskooppisen laajenemiskerroin (0.06±0, 02) on huomattavasti pienempi kuin skleridien (0, 20±0, 04). Mittakaavan mallintaminen yksinkertaiseksi kaksikerroksiseksi rakenteeksi edellyttää, että tunnetaan kolme muuttujaa3: kahden kudostyypin jäykkyys, kunkin kerroksen suhteelliset mitat ja niiden hygroskooppinen laajenemiskerroin. Vaa ’ an kärkien liike ei eroa merkittävästi mallin ennustamasta liikkeestä4 (keskiarvo 16,2 mm; ennustettu 20,6 mm; t=2,25; 8 d.f.; ei merkitsevä).

asteikosta ei ole mahdollista dissektoida yksittäisiä soluja, koska materiaali on äärimmäisen sitkeää. Poistimme solut kemiallisella maseroinnilla, mutta tämä poistaa veden ja osan muista soluseinän komponenteista. Tämä voi vaikuttaa mikrokuitujen havaittuun käämityskulmaan suhteessa solun pituusakseliin (θ), samoin kuin erittäin kuivaan tilaan, jossa soluja havaittiin. Pyyhkäisyelektronimikrokuvat osoittavat, että θ on kuitusoluissa huomattavasti pienempi kuin sklerideissä (Kuva. 1c, d). Tämä vahvistettiin polarisoivalla valomikroskoopilla5, joka osoitti, että θ on 30° (±2°) kuitusoluille ja 74° (±5°) skleridisoluille.

taivutusmekanismi näyttää siis riippuvan siitä, miten selluloosan mikrokuitujen suunta ohjaa solujen hygroskooppista laajenemista kahdessa kerroksessa. Sklerideissä mikrokuidut kiedotaan solun ympärille (korkea käämityskulma), jolloin se venyy kosteana. Kuitujen mikrokuidut suuntautuvat kennoa pitkin (matala käämityskulma), joka kestää venymän. Munasoluasteikko toimii siis kaksikerroksisena samalla tavalla kuin bimetalliliuska, mutta reagoi lämmön sijaan kosteuteen.