hvordan kongler åpne

skalaen består av to vev skilles med det blotte øye(Fig . 1a). Den indre overflaten av skalaen består av sclerenchymafibre (8-12 µ i diameter, 150-200 µ lang), gruppert i bunter som minner om kabler. Skalaens ytre overflate er sammensatt av sklerider (20-30 µ diameter, 80-120 µ lang).

vi monterte en vekt på en stiv metallramme og eksponerte den for kontrollert og skiftende relativ fuktighet ved 23 °C i et lukket kammer. Ved hjelp av bildeanalyse målte vi vinkelen mellom skalaen og rammen, og avstanden som spissen av skalaen flyttet. Vekten beveger seg mot midten av kjeglen ved høy relativ fuktighet og bort fra midten ved lav relativ fuktighet (Fig. 1b).

vi eksponerte sklerid-og fiberceller til en rekke relative fuktighet i en mikrobalanse med et kontrollert miljø og målte vektendringene med tiden. Det var ingen forskjeller mellom de to celletypene. Kjemisk analyse2 viste at hver celletype har omtrent 20% volumfraksjon av cellulose i celleveggen. Resten er lignin, hemicellulose og pektin.

det er store forskjeller i strekkstivheten (fiber 4,53±0,90 GPa; sklerid 0,86±0,05 GPa). Med en 1% endring i relativ fuktighet ved 23 °C koeffisienten av hygroskopisk utvidelse av fibre (0.06±0.02) er betydelig lavere enn for sklerider (0.20±0.04). Modellering av skalaen som en enkel dobbeltlagsstruktur krever at tre parametere er kjent3: stivheten til de to vevstypene, de relative dimensjonene til hvert lag og deres hygroskopiske ekspansjonskoeffisient. Bevegelsen av spissene på skalaene er ikke signifikant forskjellig fra det som forutsettes av modellen4 (gjennomsnitt, 16,2 mm; spådd, 20,6 mm; t=2,25; 8 d. f.; ikke signifikant).

det er ikke mulig å dissekere enkeltceller fra skalaen da materialet er ekstremt tøft. Vi fjernet celler ved hjelp av kjemisk maserasjon, men dette fjerner vann og noen av de andre komponentene i celleveggen. Dette kan påvirke den observerte viklingsvinkelen til mikrofibrillene i forhold til cellens lange akse( θ), og det samme kan den ekstremt tørre tilstanden som cellene ble observert under. Skanningelektronmikrografer viser at θ er betydelig lavere i fiberceller enn i sklerider (Fig. 1c, d). Dette ble bekreftet av polarisert lys microscopy5, som indikerte at θ er 30° c (±2°) for fiber celler og 74° (±5°) for sclerid celler.

bøyemekanismen synes derfor å avhenge av måten at orienteringen av cellulosemikrofibriller styrer hygroskopisk utvidelse av cellene i de to lagene. I sclerids er mikrofibrils viklet rundt cellen (høy viklingsvinkel) slik at den kan forlenges når den er fuktig. Fibrene har mikrofibriller orientert langs cellen (lav viklingsvinkel) som motstår forlengelse. Den ovuliferous skalaen fungerer derfor som et dobbeltlag som ligner på en bimetallisk stripe, men reagerer på fuktighet i stedet for varme.