Розы красивы, но их шипы (ботанически правильнее называть их «колючками» — prickles) могут больно уколоть. Обычно считается, что они защищают растения от травоядных. Но у шипов роз есть особенность, которая долго не давала ученым покоя: они не круглые, как у большинства других колючих растений (например, у кактусов или боярышника), а овальные — сплюснутые с боков, почти как маленькие лезвия.
Почему же природа выбрала такую форму? Команда физиков из Датского технического университета и Орхусского университета под руководством Кааре Йенсена решила разобраться. Результаты опубликованы в научном журнале Journal of the Royal Society Interface.
Круглые стержни, такие как гвоздь или игла, хороши для прокалывания. Поэтому, если идея состоит в том, чтобы просто защитить растение, я не вижу нужды в колючках какой-то другой формы. Это нас и удивило.
Исследователи создали искусственные колючки разной формы из гибкого силиконового материала (PDMS) — от круглых до сильно сплюснутых. Затем с помощью маленького робота они двигали эти колючки через желатин, который имитировал мягкие ткани (включая человеческую кожу). Так они проверяли, как каждая форма «работает» в разных условиях.
Оказалось, что круглые колючки действительно лучше протыкают кожу при ударе (прямом давлении). Но когда колючка движется вдоль поверхности — например, когда животное трется о стебель или когда роза цепляется за опору, — овальные колючки ведут себя иначе. Они не гнутся и не ломаются, как круглые, а начинают резать и цепляться.
Другими словами, овальный шип — это компромисс. Он не самый лучший «колючий» защитник, но он эффективнее помогает розе карабкаться и, возможно, лучше удерживает хищника, когда тот уже задел растение.
С точки зрения эволюции, форма шипов роз — не случайность, а результат баланса между защитой и способностью перемещаться. Это открытие не только объясняет загадку ботаники, но и может вдохновить инженеров на создание новых типов крепежных элементов и поверхностей, которые лучше удерживаются при скольжении.
Ранее Наука Mail рассказывала о пользе роз для здоровья человека.