Гигантские тыквы могут стать действительно большими. Но хотя они вырастают очень широко, они не становятся очень высокими. Гравитация просто удерживает их на земле.
Золушка должна добраться до мяча. Как вовремя добраться до дворца? Ее фея-крестная машет палочкой - иф! Ближайшая тыква превращается в красивую карету.
Крестная фея - волшебная натяжка, но массивные тыквы вполне реальны. Самые большие из них, которые вы можете увидеть на местной осенней ярмарке, - это гигантские атлантические тыквы ( Cucurbita maxima ) . «Это не те виды, которые мы едим и нарезаем», - говорит Джессика Сэвидж. Ботаник из Университета Миннесоты в Дулуте, из тех, кто изучает растения.
Атлантический гигант действительно является голиафом. Люди соревнуются каждый год, чтобы произвести самое большое. Один производитель в Германии установил рекорд самого тяжелого в мире в 2016 году тыквы, весившей 1190,49 кг (2624,6 фунта). Он весил больше, чем некоторые маленькие автомобили.
Что действительно удивительно, говорит Сэвидж, так это то, что тыквы вообще могут стать такими большими. Увидев фотографии гигантских тыкв на ярмарке Topsfield Fair в Топсфилде, штат Массачусетс, она заинтересовалась проблемой. Транспортная проблема.
Тыква должна переносить воду, сахар и другие питательные вещества, чтобы фрукты набухли. (Да, тыква - это фрукт.) Вода должна подниматься от корней. Сахара, образующиеся в результате фотосинтеза в листьях, должны попасть в плоды и корни. Для этого растения используют ксилему и флоэму. Ксилемы - это сосуды, которые транспортируют воду от корней к стеблям, плодам и листьям растений. Флоэмы - это сосуды, которые транспортируют сахар от листьев к фруктам и корням.
Гигантским тыквам нужно много воды и сахара, причем быстро. Типичная гигантская тыква превращается из семени в огромную апельсиновую тыкву всего за 120-160 дней. На пике роста он прибавляет 15 килограммов (33 фунта) каждый день. Это как ежедневное добавление к своей массе двухлетнего ребенка. И вся эта масса должна пройти через стебель, отмечает Сэвидж. В большинстве случаев шток настолько узкий, что вы все еще можете легко обхватить его руками.
Чтобы изучить, как стебли тыквы переносят столько еды и воды, она попросила производителей гигантских тыкв пожертвовать небольшие кусочки плодов своих конкурентов. У нее также были тыквы, которые лопнули, прежде чем их можно было судить. У нее даже были маленькие тыквы, от которых фермеры отказались еще до того, как они набухли. (Чтобы вырастить массивную тыкву, фермеры позволяют вырастить только одну тыкву на каждом растении.) Она также вырастила несколько собственных.
Сэвидж внимательно посмотрел на стебли, листья и тыквы, а затем сравнил их с таковыми из других крупных тыкв. Она обнаружила, что гигантские тыквы не производят больше сахара. И их ксилемы и флоэмы не работают по-разному. Просто у титанов больше транспортной ткани. «Это похоже на массовый рост сосудистой ткани в [стебле]», - говорит она. Дополнительная ксилема и флоэма помогают стеблю перекачивать больше пищи и воды в плоды, оставляя меньше для остальной части растения.
Тыква или блин?
Гигантские тыквы, участвующие в соревнованиях, не имеют той красивой круглой формы, которую вы ожидаете. «Они некрасивы, - говорит Дэвид Ху. «Они обвисшие». Ху работает в Технологическом институте Джорджии в Атланте. Инженер-механик, он изучает, как все движется и растет.
Гигантские тыквы становятся все более плоскими и плоскими по мере увеличения в размерах. Ху объясняет, что гравитация их просто утяжеляет. «Они эластичные. Они упругие. Но по мере того, как они становятся больше, они становятся тяжелее, и пружина становится недостаточно сильной », - говорит он. Тыквы в конечном итоге раздавлены под собственным весом. А если они вырастут достаточно большими, под ними вырастет даже небольшая арка. «Это похоже на небольшой купол посередине», - говорит Ху.
Стенка тыквы не сильно утолщается, так как плод становится действительно большим. По словам Ху, маленькие тыквы могут выдерживать вес, в 50 раз превышающий их собственный. Но «большие с трудом выдерживают собственный вес», - отмечает он. «Они на пределе своих возможностей».
Взяв образцы гигантской тыквы и раздавив тыквы нормального размера, чтобы увидеть, какой вес они могут выдержать, Ху разработал модель того, как гигантская тыква распространяется по мере роста. По его словам, одна достаточно большая для Золушки никогда не станет хорошим транспортным средством. Даже если бы производители удвоили нынешний вес гигантских тыкв, эти плоды просто стали бы плоскими.
«Ей придется лечь», - говорит Ху о Циндарелле. И ее поездка, как он отмечает, «определенно не будет супер элегантной». Тыкве, вероятно, потребуется гораздо больше времени, чтобы вырасти. «Если бы мы хотели его в восемь раз больше, - говорит он, - нам бы понадобился сезон в восемь раз дольше - около восьми лет».
Ху отмечает, что если бы вы могли вырастить тыкву в открытом космосе или под водой, ее высота больше не была бы проблемой. «В конечном итоге все силы [сглаживания] обусловлены [земной] гравитацией». Ху и его коллеги опубликовали свои результаты в 2011 году в Международном журнале нелинейной механики .
Но хотя карета из тыквы может быть нереальным способом передвижения, Сэвидж отмечает, что у Золушки могли быть другие варианты.
В конце концов, из гигантских тыкв можно сделать довольно хорошие каноэ . Фактически, в Виндзоре, Канада, ежегодно проводятся лодочные гонки, в которых принимают участие только гигантские тыквы. Так что, если в замке принца есть ров, Золушка все-таки сможет сделать грандиозный вход из тыквы.