スケールは肉眼で区別できる2つの組織で構成されています(図1)。 1a)。 スケールの内部の表面はケーブルを思い浮ばせる束で分かれているsclerenchyma繊維(直径の8-12µ m、長さ150-200µ m)で構成される。 スケールの外の表面はsclerids(20-30μ mの直径、80-120μ mの長さ)で構成されます。
私達は堅い金属フレームにスケールを取付け、封じられた部屋の23°Cで管理され、変更の相対湿度に露出した。 画像解析を用いて、スケールとフレームのベースとの間の角度と、スケールの先端が移動する距離を測定しました。 スケールは高い相対湿度の円錐形の中心の方に動き、低い相対湿度の中心から離れます(Fig. 1b)。
私たちは、制御された環境でマイクロバランスの相対湿度の範囲に硬化性細胞と繊維細胞を露出し、時間とともに重量の変化を測定しました。 二つの細胞型の間に差はなかった。 化学分析2は、各細胞タイプがその細胞壁にセルロースの約20%の体積分率を有することを示した。 残りはリグニン、ヘミセルロース、ペクチンです。
引張剛性には大きな違いがあります(繊維4.53±0.90GPa、硬化性0.86±0.05GPa)。 23℃での相対湿度の1%の変化を有する繊維の吸湿性膨張係数(0。06±0.02)はsclerids(0.20±0.04)のそれよりかなり低いです。 単純な二重層構造としてスケールをモデル化するには、三つのパラメータが知られている必要があります3:二つの組織タイプの剛性、各層の相対寸法およ スケールの先端の動きは、モデル4によって予測されるものと有意に異ならない(平均、16.2mm;予測、20.6mm;t=2.25;8d.f.;有意ではない)。
材料は非常に丈夫であるため、スケールから個々の細胞を解剖することはできません。 我々は化学マセレーションを使用して細胞を除去したが、これは水と細胞壁の他の成分のいくつかを除去する。 これは、細胞が観察された極端に乾燥した状態と同様に、細胞の長軸に対するマイクロフィブリルの巻き取りの観察された角度(θ)に影響を与える可能性 走査型電子顕微鏡写真は、γが菌体よりも繊維細胞でかなり低いことを示している(Fig. 1c、d)。 これは偏光顕微鏡によって確認され、λは繊維細胞では30°(±2°)であり、硬化細胞では74°(±5°)であることが示された。
したがって、曲げのメカニズムは、セルロースマイクロフィブリルの配向が二つの層の細胞の吸湿性の膨張を制御する方法に依存するようである。 Scleridsでは、microfibrilsは細胞(高い巻上げの角度)のまわりで湿気があるとき伸びるようにそれがする巻かれます。 繊維に延長に抵抗する細胞(低い巻上げの角度)に沿って方向づけられるmicrofibrilsがあります。 したがって、ovuliferousスケールは、バイメタルストリップに似た二重層として機能しますが、熱の代わりに湿度に応答します。