jak otwierają się szyszki

skala składa się z dwóch tkanek, które można odróżnić gołym okiem (rys. 1a). Wewnętrzna powierzchnia skali zbudowana jest z włókien sclerenchymy (o średnicy 8-12 µm, Długości 150-200 µm), zgrupowanych w wiązki przypominające Kable. Zewnętrzna powierzchnia skali zbudowana jest ze skleroidów (średnica 20-30 µm, długość 80-120 µm).

wagę zamontowaliśmy na sztywnej metalowej ramie i wystawiliśmy na kontrolowaną i zmieniającą się wilgotność względną w temperaturze 23 °C w zamkniętej komorze. Korzystając z analizy obrazu, zmierzyliśmy kąt między skalą a podstawą ramki oraz odległość, którą przesuwa się końcówka skali. Skala przesuwa się w kierunku środka stożka przy wysokiej wilgotności Względnej i od środka przy niskiej wilgotności względnej (rys. 1B).

wystawiliśmy komórki twardziny i włókna na szereg względnych wilgotności w mikrobalancji z kontrolowanym środowiskiem i mierzyliśmy zmiany masy w czasie. Nie było różnic między tymi dwoma typami komórek. Analiza chemiczna2 wykazała, że każdy typ komórki ma około 20% objętościowej frakcji celulozy w swojej ścianie komórkowej. Reszta to lignina, hemiceluloza i pektyny.

istnieją duże różnice w sztywności na rozciąganie (włókno 4,53±0,90 GPa; twardzina 0,86±0,05 GPa). Przy 1% zmianie wilgotności względnej przy 23 °C Współczynnik rozszerzalności higroskopijnej włókien (0.06±0,02) jest znacznie niższa niż w przypadku twardzin (0,20±0,04). Modelowanie skali jako prostej struktury dwuwarstwowej wymaga, aby znane były trzy parametry3: sztywność dwóch typów tkanek, względne wymiary każdej warstwy i ich współczynnik rozszerzalności higroskopijnej. Ruch końcówek wag nie różni się znacząco od przewidywanego przez model4(średnia, 16,2 mm; przewidywana, 20,6 mm; T=2,25; 8 d. f.; nieistotna).

nie jest możliwe wycięcie poszczególnych komórek ze skali, ponieważ materiał jest niezwykle wytrzymały. Usunęliśmy komórki za pomocą maceracji chemicznej, ale to usuwa wodę i niektóre inne składniki ściany komórkowej. Może to wpływać na obserwowany kąt zwijania mikrofibryli względem długiej osi komórki (θ), podobnie jak skrajnie suchy stan, w którym obserwowano komórki. Mikroskopy elektronowe ze skaningu pokazują, że θ jest znacznie niższa w komórkach włóknistych niż w skleroidach (Fig. 1c, d). Zostało to potwierdzone przez mikroskopię światła polaryzacyjnego5, która wykazała, że θ wynosi 30° (±2°) dla komórek włóknistych i 74° (±5°) dla komórek skleroidalnych.

mechanizm zginania wydaje się zatem zależeć od sposobu, w jaki orientacja mikrofibry celulozowych kontroluje higroskopijną ekspansję komórek w dwóch warstwach. W twardzinach mikrofibryle są nawinięte wokół komórki (wysoki kąt uzwojenia), co umożliwia jej wydłużenie, gdy jest wilgotna. Włókna mają mikrofibryle zorientowane wzdłuż komórki (niski kąt uzwojenia), który jest odporny na wydłużenie. Skala jajowata funkcjonuje zatem jako dwuwarstwowa podobna do paska bimetalicznego, ale reaguje na Wilgotność zamiast na ciepło.