Normalde balistik terimini botanikle bağdaştırmayız, ancak bazı bitkiler doğanın gizemli mühendisliğini sergiliyor. "Fışkıran salatalık" olarak bilinen ve tohumlarını patlayıcı bir şekilde dışarı fırlatarak dağıtan özel bir tür bu konuya iyi bir örnek teşkil ediyor. Bilim insanları, bu bitkinin tohum dağıtma yönteminin altında yatan biyomekaniği daha iyi anlamak için hem doğal ortamda hem de laboratuvarda bir dizi yüksek hızlı video kaydı gerçekleştirdi.
Latince adı Ecballium elaterium olan ve halk arasında "dokunma bana" olarak da bilinen fışkıran salatalık, bazı bölgelerde süs bitkisi olarak görülse de genellikle yabani ot veya istilacı bir tür olarak kabul edilir. İlginç bir bilgi olarak, meyve özütü güçlü bir müshil özelliğe sahiptir. Yutulduğunda veya burun yoluyla solunduğunda zehirli olabilir, burun mukozasında ödem ve nekroz gibi komplikasyonlara yol açabilir. Ancak olgunlaştığında bu meyve, tohum kapsülleri içeren sümüksü bir sıvıyı yüksek hızda fırlatma yeteneğine sahiptir; bu, hızlı bitki hareketine çarpıcı bir örnektir.
Meyve dokusu hücrelerindeki özsuda glikozitler biriktikçe, iç basınç da artar ve sonunda meyvenin sapından ayrılmasına neden olur. Bu noktada, perikarp (meyve zarı) kasılır ve hem meyve hem de tohumlar oluşan delikten şiddetle dışarı atılır. Fışkırma hareketi, meyvenin susuz kalması ve hücrelerinin bükülmesi, kıvrılması veya dönmesiyle (higroskopik hareket) birlikte yapısal değişikliklerle daha da desteklenir.
2019 yılında yapılan bir araştırmaya göre, bu yöntem aslında tohum dağıtmanın en etkili yolu değil. Bu durum, örneğin badem bahçeleri için iyi bir haber olabilir, zira çiftçiler yabani otla mücadele çalışmalarını en olası etkilenen alanlara odaklayabilirler. Ayrıca, balistik tohum dağıtımının kuvveti nedeniyle bitki dokusu çatlama eğilimi gösterir. Araştırmacılar, meyvenin olgunlaşırken ve tohum dağıtımına hazırlanırken onu kontrol eden biyomekaniği daha iyi anlamak istediklerini belirtiyorlar.
Bilim insanları, meyvenin 3 boyutlu modellerini oluşturmak için mikro-bilgisayarlı tomografi kullandılar. Ardından, meyve patlarken onu yakalamak için çok yüksek çözünürlüklü mikro-BT görüntüleme ve yüksek hızlı video kaydından faydalandılar. Ekip, patlamaların gerçek zamanlı olarak görülemeyecek kadar hızlı gerçekleştiğini ve yüksek hızlı kayıtlar aracılığıyla izlemenin son derece ilginç olduğunu ifade ediyor. Bu görüntüler ayrıca tohumların ne kadar hızlı hareket ettiğini ve fırlatma mesafelerini hesaplamalarına olanak sağladı.
Elde edilen sonuçlar şaşırtıcı: Tohumlar saatte 46 kilometreyi aşan hızlara ulaşabiliyor ve yaklaşık 12 metreye kadar uzağa fırlayabiliyor. Bu tür araştırmalar, gelecekte tıbbi aletler ve mikro-robotlar için daha iyi hidrojel bazlı aktüatörlerin yanı sıra ilaç dağıtım sistemlerinin geliştirilmesine yol açabilir. Olgunlaşan meyvenin çekilen görüntüleri, meyve sapının eğriliğini ve meyve ile sap arasındaki açıyı analiz etmelerini sağladı. Bu, olgunlaşma sırasında sapın dikey olduğunu ve ortalama 53 derecelik bir açıya sahip olduğunu ortaya koydu. Maksimum fırlatma mesafesi için 50 derecelik açının teorik olarak ideal olduğu düşünülüyor.
Araştırmacılar, tohumların selüloz nano liflerini de inceliyorlar. Bu lifler, nemlenme seviyesine bağlı olarak yüksek veya düşük sürtünme veya yapışma sergileyebiliyor. Bu konuda daha fazla bilgi edinmek, biyo-esinli, özel yapışma veya sürtünme seviyelerine sahip kararlı yüzeylerin veya yeni yüksek performanslı yapıştırıcıların geliştirilmesine öncülük edebilir.
