i dette eksperiment laver vi en fyrkegle åben og tæt, som vi ønsker.
udstyr
- fyrkegle
- skål
- vand
- tålmodighed
- til opfølgningseksperimentet: en krukke eller flaske med en bred mund og flere kegler
instruktioner
instruktionerne til dette forsøg kan ses i følgende video:
forklaring
en kegle er et organ af nåletræer, såsom fyrretræer, hvor frø udvikler sig. Pine-kegler åbner i varmt og tørt vejr og lukker i fugtigt og koldt vejr. Denne adfærd har at gøre med frøudvikling, men dens funktion er i det væsentlige ukendt. Dette ser ud til at være fælles for alle nåletræer og hjælper sandsynligvis træerne med at reproducere.
der er flere mulige årsager til, at kegler kan åbne i varmt og tørt vejr:
for det første, før frøet dannes, skal keglen bestøves – pollen skal bestøve blomsternes æg. Chancerne for en vellykket bestøvning øges, hvis alle kegler åbner i alle træer på samme tid. Dette bestemmes normalt af vejret, normalt den første varme, tørre forårsdag. Således kan en hel nåleskov koordinere sin fyråbningstid, frigive pollen sammen og bestøve sig selv og hinanden samtidigt.
for det andet, når frøet er dannet inde i keglen, hvis keglen åbner i varmt, tørt vejr, vil det sandsynligvis flyve en længere afstand med vinden og sprede sig længere væk fra træet. Dette hjælper kimplanten med at undgå konkurrence om ressourcer med ældre træer. Hvis kegler åbnes i vådt vejr, ville frøene blive våde og falde til jorden næsten øjeblikkeligt.
for det tredje åbner nogle af fyrkegleskalaerne ikke, før de støder på ekstrem varme og tørhed, såsom i skovbrande. Umiddelbart efter ilden åbner keglerne og frøene indeni, som var beskyttet mod flammerne, falder til jorden og tillader skoven at regenerere sig selv. Aleppo-fyrretræet har vist sig at spire meget ofte i den første vinter efter en brand.
keglens åbnings-og lukkemekanisme er baseret på det faktum, at plantemateriale har tendens til at svulme op, når det bliver vådt eller er i et fugtigt miljø. Træ er for det meste lavet af cellulose, som er en polymer eller en lang kæde af mindre molekyler, der kan absorbere vand. Når træ bliver vådt, kommer de små vandmolekyler ind mellem cellulosekæderne og skubber dem væk fra hinanden, hvilket får træ til at svulme op. Polymeren i bleer absorberer vand og bliver til gel på samme måde.
kegleskalaens struktur giver dem mulighed for at lukke, når de er gennemblødt i vand og åbne, når de er tørre: Den nederste del af hver skala har meget mere træ end den øverste del. Den øverste del har endda en rille, hvor frøet findes. Denne struktur får den nederste del til at bevæge sig en større afstand end den øverste del og lukker keglen, når den er våd.
Opfølgningseksperiment
egenskaben, der gør kegler tæt og åben afhængigt af fugtighed, giver os mulighed for at overraske folk, der ikke er bekendt med det. Lad os tage små kegler og suge dem i vand, indtil de er lukket. Så tørrer vi dem og sætter dem i brede mundede krukker eller flasker, som vist på billedet:
lad derefter de åbne kar lufttørre i et par dage, indtil alt vandet er fordampet, og keglerne åbnes.
lad derefter de åbne kar lufttørre i et par dage, indtil alt vandet er fordampet, og keglerne åbnes. Når du viser disse flasker til dine venner, har de ingen anelse om, hvordan du fik keglerne i dem i første omgang!
når keglerne er åbne, skal du lukke flaskerne for at forhindre fugtig luft i at komme ind og få keglerne til at lukke igen.