Pode ser necessário muito esforço para uma planta atrair um parceiro e produzir uma semente. Depois de tudo isso, seria uma pena se as sementes caíssem na terra à sombra dos pais. Idealmente, as sementes seriam transportadas para um novo local. Alguns voam com o vento. Alguns viajam sobre ou em animais em frutas. orixa japonesa, um arbusto encontrado no leste da Ásia, tem uma técnica diferente. Lan-Jie Huang e Wen-Long Fu descobriram que esta planta forma um estilingue para lançar a semente fora. O que torna O. japonica incomum é o formato de seus frutos.

Para que uma planta espalhe sementes de forma explosiva de forma confiável, ela precisa ter a fruta certa. Para acumular energia, as plantas podem produzir frutas que secam. À medida que secam, aumentam a tensão, criando um estoque de energia que pode ser liberado explosivamente quando as últimas células de uma cadeia cedem. Mas O. japonica não tem uma fruta longa que pode criar tensão ao longo de seu comprimento. Tem algo mais como uma lágrima. No entanto, ainda pode catapultar sementes. Huang e Fu começaram a descobrir como a fruta poderia funcionar.

Os botânicos não economizaram na observação. Primeiro, eles escanearam os frutos antes da deiscência (abertura) usando microtomografia computadorizada. Esta é uma técnica que permite aos cientistas construir uma imagem de raios-X 3D de um assunto. Em seguida, eles fixaram a semente com polietilenoglicol e a cortaram em seções para examiná-la ao microscópio. Essas fatias tinham apenas 10 μm de espessura, mais fino que um cabelo humano.

Para observar o evento real de dispersão de sementes, Huang e Fu usaram uma câmera capaz de filmar 10000 quadros por segundo. Depois de comparar as frutas antes e depois da deiscência, eles puderam construir um modelo para ver como a fruta poderia lançar sua carga.

Como esperado, a explosão contou com o pericarpo, a parte do fruto que envolve a semente. No entanto, o exocarpo, a parte mais externa do fruto e o endocarpo, a parte mais interna, não agiram da mesma forma. É essa diferença que é a chave para O. japonica's sucesso, dizem os autores.

“Existem fortes diferenças na deformação do exocarpo e endocarpo durante a deiscência do fruto, e eles desempenham papéis diferentes na dispersão explosiva de sementes de O. japonica”, escrevem Huang e Fu. “O endocarpo fornece energia para o lançamento da semente por meio da desidratação, enquanto o exocarpo resiste à abertura do endocarpo e fornece outras funções adicionais. O pericarpo abre muito lentamente durante a dispersão explosiva das sementes de O. japonica, e o lançamento da seed só ocorre na última etapa da abertura. Este processo é diferente da dispersão explosiva de sementes em outras plantas, em que a abertura do pericarpo é geralmente rápida, e o lançamento da semente ocorre simultaneamente com a abertura do pericarpo… “

É essa diferença que fornece a energia para o voo da semente, dizem os autores.

“Antes da semente de O. japonica deixa o fruto, a divisão do exocarpo impulsionada pelo endocarpo é crucial para o lançamento da semente. A abertura superior formada pela abertura do exocarpo proporciona uma passagem para a separação da semente; enquanto que a borda ventral do exocarpo fornece um deslizamento de aceleração para o desprendimento do endocarpo do exocarpo. Quando o endocarpo em forma de braço desliza rapidamente para fora do exocarpo, a semente é acelerada para a velocidade de lançamento em um tempo muito curto pelo endocarpo. A energia cinética de voo da semente e do endocarpo é derivada da energia potencial elástica liberada pelo endocarpo, que foi acumulada pela resistência do exocarpo ao movimento de deformação do endocarpo.”

Efetivamente, o exocarpo e o endocarpo trabalham um contra o outro no início. Quando a camada externa da fruta cede, a parte interna brota. Como o endocarpo não é aerodinâmico, há uma etapa final para retirar as sementes do fruto no momento do lançamento.

“Esse processo é realizado apertando a área do ovário do endocarpo de abertura para a semente, embora esse aperto não forneça energia diretamente para o lançamento da semente. Os mecanismos de movimento do pericarpo e aceleração do lançamento da semente fazem com que as duas camadas do pericarpo formem uma estrutura semelhante a um estilingue de formato especial, que pode lançar a semente do fruto em forma de bala”, escrevem Huang e Fu.

O método não é 100% bem-sucedido. Os botânicos descobriram que às vezes as sementes não escapam imediatamente do endocarpo. Essa falha pode ser um exemplo da planta protegendo suas apostas. O endocarpo pode estar protegendo as sementes dos predadores. Portanto, embora não seja perfeito para dispersão, combinar as duas estratégias pode ajudar O. japonica lidar em habitats menos favoráveis ​​às sementes.