Ново изследване на физици от Еврейския университет в Йерусалим разкрива механичния процес, който оформя уникалната форма на розите по време на цъфтежа. В публикация в престижното списание Science учените Яфей Чжан, Омри Коен, Майкъл Моше и Еран Шарон представят иновативен, многопластов подход за разбиране на геометрията и механиката зад емблематичния цвят и форма на розовия цвят.
Съпътстваща статия „Перспектива“ от Цинхао Куи и Лишуай Джин от Университета в Хонконг, публикувана в същия брой, подчертава значимостта на това откритие.
Как расте розата: тристепенен научен подход
В продължение на хилядолетия розите са обожавани заради своята естетика и аромат, но механизмът зад тяхната изящна форма оставаше мистерия. За да я разгадаят, изследователите използват тристепенен метод:
-
Теоретичен анализ на геометричните сили и напрежения при растежа на венчелистчетата;
-
Компютърни симулации, изследващи как формите се променят при различни условия;
-
Физически модели с огъващи се пластмасови дискове, имитиращи растежа на венчелистчета при геометрични ограничения.
Геометричната фрустрация и красивият хаос на розата
Основният извод от проучването е, че розовите венчелистчета се оформят под влияние на геометрична „фрустрация“, наречена несъвместимост на Майнарди-Кодаци-Петерсон. Тази несъвместимост възниква, когато повърхност, направена от даден материал, не може да приеме желаната си форма без натрупване на напрежения.
В случая с розите това води до формиране на многократни извивки и остри ръбове вместо плавно извитата форма, която цветето „желае“ да приеме. С всяко ново венчелистче напрежението се увеличава, което води до още по-сложни форми и изразителна визия.
Защо розите са различни?
Докато повечето цветя се влияят от гаусова несъвместимост, при която се образуват меки, вълнообразни форми, розите са уникални. Те реагират на специфичен тип геометрично ограничение, което създава характерните им остри ръбове и "навити" структури.
Приложения и бъдеще
Това откритие не само разкрива тайната на една от най-красивите природни форми, но може да има и практическо приложение — например в проектирането на интелигентни материали, които могат сами да се трансформират в сложни форми.
Източник: Phys.org
