Почему виноградная лоза может взбираться на высокие стены?
Виноградная лоза — очень распространенное растение для сада, отличающееся способностью ползать по поверхностям. Это связано с тем, что на её ветках растут многочисленные "маленькие ножки", похожие на лапки геккона с присосками. Как только виноградная лоза сталкивается со стеной дома, независимо от её высоты и гладкости, она может преодолевать "прочные препятствия" и постепенно подниматься вверх, даже покрывая стены многоэтажных зданий высотой в несколько десятков метров, и при этом не падает даже во время сильных ветров и дождей.
В ботанике "маленькие ножки" виноградной лозы называют присосками, обладающими очень высокой адгезионной способностью. Согласно измерениям, их адгезионная сила может достигать более 2 миллионов раз веса самой присоски! Почему присоски виноградной лозы обладают такой мощной адгезионной силой? После наблюдения за присосками с помощью сканирующего электронного микроскопа учёные обнаружили, что на них есть множество очень мелких микротрубочек и микропор, а также общие стенки между ними. Если увеличить их, соединения между микротрубочками будут напоминать сложную сеть автомагистралей в большом городе — это настоящее чудо природы! Основываясь на обнаруженных губчатых микропор, микротрубочек и складывающихся стенках микропор, китайские учёные выдвинули гипотезу, что в выделяемых виноградной лозой фитогормонах преобладают слабокислые вещества. Когда виноградная лоза взбирается вверх, присоска сталкивается со стеной, и начинается медленная химическая реакция, усиливающая адгезию присоски к основанию, позволяя ей "закрепиться" на стене. Кроме того, по мере роста и развития присоски на её кончике возникает постоянный стимул для контакта, и выделения продолжаются. Таким образом, часть воздуха "упаковывается" в присоску. В процессе роста и развития присоски потребляют кислород, находящийся в ней, что приводит к образованию отрицательного давления и, как следствие, адгезии присоски к стене.
Сверхсильная адгезия "маленьких ножек" виноградной лозы даёт учёным прекрасные идеи. Основываясь на изумительной структуре присосок виноградной лозы, можно разрабатывать и синтезировать превосходные искусственные клеи. Эти клеи с обратимой физиологической функцией могут использоваться не только в биомедицине, но и в биомимике и биомолекулярной электронике. Кроме того, углублённое изучение виноградной лозы поможет лучше понять секрецию, накопление, транспортировку и метаболизм фитогормонов и даже может способствовать поиску применения нанотехнологий в биогенетике и эволюции, открывая совершенно новую область исследований.