Как захлопывается водяное колесо
Международная команда исследователей из Фрайбургского университета, Штутгартского университета и Чешской академии наук раскрыла механизм работы ловчего аппарата хищного растения водяное колесо (Aldrovanda vesiculosa). Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
Механизм захлопывания
Водяное колесо и венерина мухоловка (Dionaea muscipula) — единственные хищные растения с захлопывающимися ловушками. Однако подводная ловушка водяного колеса, размером всего 3 мм, срабатывает в 10 раз быстрее.
Используя эксперименты и компьютерное моделирование, учёные выяснили, что захлопывание происходит за счёт двух процессов:
- Активное изменение внутреннего давления в клетках листа, что приводит к изгибу средней жилки.
- Высвобождение внутреннего предварительного напряжения, которое создаёт эффект ускорения.
Эволюционные различия
Механика ловушек двух растений существенно различается:
- Венерина мухоловка использует гидравлический механизм для изменения кривизны половинок листа.
- Водяное колесо применяет комбинацию изменения клеточного давления и высвобождения предварительного напряжения.
Это различие может объяснять адаптацию к разным средам обитания: наземной (венерина мухоловка) и подводной (водяное колесо).
Биомиметическое применение
В начале 2018 года команда представила биомиметическую реализацию этого принципа движения — систему фасадного затенения Flectofold. Эта конструкция воспроизводит механизм открывания и закрывания водяного колеса и может использоваться на сложных архитектурных оболочках.