噴射黃瓜因其以猛烈的液體射流噴射種子的方式而得名——現在，科學家們終於解開了這些爆炸發射的神秘機制。
新研究表明這些不可食用的黃瓜（埃拉蘭），其名字在希臘語中的意思是“扔掉”，它們的果實中會積聚液體，在黃瓜內部產生巨大的壓力，最終導致黃瓜破裂。值得注意的是，科學家發現，在種子釋放之前，壓力會下降，因為液體從果實流入莖中，改變了莖的形狀，並將黃瓜彈射出去，使它們噴出其中的內容物。
“幾個世紀以來，人們一直在問這種非凡的植物如何以及為何將其以如此暴力的方式，”研究合著者克里斯·索羅古德英國牛津植物園和植物園副主任兼科學主任在一份報告中表示陳述。 “現在，作為一個由生物學家和數學家組成的團隊，我們終於開始解開這個偉大的植物謎團。”
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噴黃瓜是葫蘆科（葫蘆科）的成員，該科還包括甜瓜、南瓜和西葫蘆。為了弄清楚這些毛茸茸的小黃瓜如何釋放種子，索羅古德和他的同事使用了延時攝影、CT 掃描和每秒捕捉 8,600 幀的高速相機。聲明稱，種子噴射僅持續 30 毫秒，短到肉眼無法看到。
研究小組還測量了植物釋放種子前後黃瓜和莖的體積。然後研究人員將這些數據輸入數學模型，以繪製種子噴射的力學和軌跡。
結果於週一（11 月 25 日）發表在期刊上美國國家科學院院刊研究合著者，首次揭示了噴射黃瓜如何“以驚人的速度和精確度”排出種子查找框英國曼徹斯特大學流體與軟物質物理學組研究員在一篇論文中表示單獨聲明。
液體會在黃瓜內部積聚數週，從而形成排出種子所需的壓力。但在發射前幾天，一些液體會進入莖部，導致莖部變得更長、更厚、更硬。博克斯說，這個過程“在植物界幾乎聞所未聞”，它會改變黃瓜的角度，從而在果實破裂後最大限度地傳播種子。
在種子發射前幾微秒，莖的尖端會遠離黃瓜，導致它們在彈射時旋轉。由於這種扭轉運動，噴射黃瓜可以將種子以每秒 66 英尺（20 米每秒）的速度噴射到距母株 33 英尺（10 米）的地方。
博克斯說：“黃瓜植物的爆發性爆發已經經歷了幾代人的進化，以幫助其生存。” “這些機制使植物能夠將種子傳播到廣闊的區域，減少後代和其他鄰近植物之間的過度擁擠和競爭，確保下一代有更好的生存機會。”
根據這項研究，這些機制的輕微改變會降低種子的存活機會。在他們的模型中，研究人員探索了在果實中增加壓力而不將液體重新分配到莖的後果，例如，這導致種子在母株周圍更緊密地傳播並降低了幼苗的存活率。
博克斯在第一份聲明中表示，這些結果解決了一個長期存在的謎團，但它們也可能激發新技術，例如可以根據需要在身體特定部位噴射藥物的醫療設備。 “這項研究為仿生工程和材料科學，特別是按需給藥系統提供了潛在的應用，”他說。
