Zrela borova šišarka otvara svoje drvenaste ljuspe kada se osuši, a zatvara ih kada upije vlagu. Ljuspe imaju slojeve koji različito reaguju na vodu, pa se savijaju bez mišića i bez „odluke“ drveta. U suvim uslovima otvorena šišarka može da oslobodi seme; pri velikoj vlazi ljuspe se ponovo približavaju. I otpala šišarka može da ponavlja taj pokret.
Šta se zapravo otvara?
Ono što u šetnji zovemo šišarkom jeste čvrsta struktura sa ljuspama poređanim oko središnje ose. Kod zrelih semenskih šišarki mnogih borova seme se nalazi uz ljuspe. Kada su one razmaknute, postoji prostor kroz koji seme može da izađe. Zato izgled šišarke nije samo zanimljiv detalj za fotografiju: povezan je sa načinom rasprostiranja semena.
Važno je reći „zrele semenske šišarke mnogih borova“, a ne „svaka šišarka“. Mlade i nezrele šišarke prolaze kroz razvoj, a različite vrste četinara nemaju sasvim isti raspored otvaranja. Neke šišarke imaju i druge uslove za oslobađanje semena. Opis u ovom tekstu odnosi se na poznati pokret drvenastih ljuspi pri promeni vlage.
Zašto su ljuspe otvorene kad je suvo?
Svaka ljuspa ima delove tkiva koji ne upijaju i ne gube vodu na isti način. Kada se vlažnost promeni, jedan deo menja dimenzije više od drugog. Pošto su ti delovi spojeni, ljuspa ne može jednostavno da se ravnomerno skupi: ona se savija. U suvom vazduhu savijanje kod tipične zrele borove šišarke razmiče ljuspe i šišarka izgleda otvoreno. Pri vlaženju smer promene je obrnut i ljuspe se približavaju.
Istraživači ovaj pokret nazivaju higroskopskim, jer ga pokreće razmena vlage između materijala i okoline. Mehanički princip podseća na spoj dve trake koje se različito šire, mada je građa živog porekla mnogo složenija od tog školskog poređenja. U radu o pokretu borovih šišarki naučnici su merili kako se ugao ljuspe menja tokom vlaženja i sušenja i pokazali da je posebno važan deo blizu mesta gde je ljuspa pričvršćena.
Da li se šišarka „zatvara zbog kiše“?
Kiša je upadljiv primer, ali neposredan uzrok nije sama reč „kiša“, već voda koju tkivo upija. Vlažan vazduh ili mokra podloga mogu da doprinesu istom odgovoru. S druge strane, šišarka na suncu može ostati zatvorena neko vreme ako je i dalje vlažna. Potrebno je vreme da voda uđe u tkivo ili iz njega izađe, pa pokret nije prekidač koji radi istog trena kada se vreme promeni.
Suvo vreme olakšava rasipanje semena kod vrsta koje se ovako otvaraju. Studije opisuju da vlažne ljuspe mogu da zadrže seme, dok se pri sušenju razmiču. Ipak, ne treba iz jednog pronađenog primerka zaključivati da u njemu još ima semena ili da je svaka zatvorena šišarka „pred kišu“. Ako je šišarka oštećena, mlada ili pripada drugoj vrsti, njen izgled može imati drugačiji razlog.
Kako se pomera šišarka koja je već otpala?
To je najzanimljiviji deo priče. Otpala, suva šišarka ne mora da bude živa da bi se njene ljuspe pomerale. Istraživači su uzimali pale šišarke, izlagali ih vlazi, pa sušenju, i posmatrali kako se zatvaraju i ponovo otvaraju. Energija za promenu oblika dolazi iz fizičke reakcije materijala na vodu i iz isparavanja, ne iz nervnog sistema ili namernog pokreta.
Možete to zamisliti kao drvena vrata koja se malo iskrive kada se natope, ali sa veoma pravilno raspoređenim slojevima koji savijanje usmeravaju. To poređenje pomaže da razumemo zašto jedna ista šišarka reaguje više puta. Ono ne znači da će svaka stara šišarka ostati savitljiva zauvek: lomljenje, raspadanje i različita građa menjaju rezultat.
Može li šišarka da predvidi vreme?
Otvorene i zatvorene ljuspe mogu da pokažu da li je sama šišarka suva ili vlažna. To nije pouzdana vremenska prognoza za sutra. Ako unesete vlažnu šišarku u suv stan, može se otvoriti iako napolju pada kiša. Ako je stavite na mokru zemlju, može se zatvoriti iako će kasnije biti sunčano. Predmet reaguje na uslove oko sebe, sa određenim kašnjenjem; ne meri budućnost.
Za jednostavno posmatranje dovoljno je uporediti otpalu, neoštećenu šišarku na suvom mestu i istu šišarku posle boravka u vlažnom okruženju, pa joj zatim dopustiti da se opet osuši. Nema potrebe za pećnicom ili jakim zagrevanjem. Neće svaka pokazati jednako velik pomak, a brzina zavisi od veličine, vrste i stanja ljuspi. Korisno je fotografisati isti ugao umesto oslanjanja na sećanje.
Zašto je ovaj mehanizam zanimljiv naučnicima?
Šišarka pokazuje kako prirodna građa može da pretvori promenu vlage u usmereno kretanje. Zbog toga se njene ljuspe proučavaju i kao uzor za materijale koji menjaju oblik bez motora i elektronike. U naučnim radovima istražuju se slojevi ljuspe, raspored vlakana, upijanje vode i razlike među vrstama. To ne znači da je svaka tehnološka zamisao već postala proizvod; vrednost šišarke je u jasnom, ponovljivom prirodnom principu.
Ako volite da posmatrate male promene u prirodi, pogledajte i zašto lišće menja boju u jesen. Lišće i šišarka menjaju izgled iz različitih razloga, ali oba primera pokazuju koliko nam neposredno posmatranje može otvoriti dobro pitanje.
Ukratko
Otvaranje i zatvaranje zrele borove šišarke pokreće vlaga. Slojevi u ljuspi različito se šire i skupljaju, pa se ljuspa savija: suva šišarka se obično otvara, vlažna zatvara. Otpala šišarka to može da ponovi jer je pokret pasivan. Njen oblik govori o uslovima kojima je izložena, ali sam po sebi nije sigurna vremenska prognoza.
Izvori
- Reyssat i Mahadevan, „Hygromorphs: from pine cones to biomimetic bilayers“ (2009).
- „Journey of water in pine cones“ (Scientific Reports, 2015).
- „The cracking of Scots pine cones“ (Frontiers in Plant Science, 2022).
Naslovna slika je originalna generisana ilustracija za ovaj članak, a ne snimak konkretnog istraživanja.
