Плоды некоторых растений образуют сухой орех с твердой оболочкой. Расколоть некоторые из них, чтобы добраться до съедобной сердцевины, — целая наука. Растения тратят немало усилий, делая скорлупу плотной и твердой. Как правило, ее складывают клетки «деревенеющей» ткани склеренхимы (склереиды), чередующиеся с прочными волокнами. Однако это далеко не все секреты твердости ореховой оболочки.
Авторы новой статьи, опубликованной в журнале Advanced Science, изучили скорлупу грецких орехов и обнаружили в ней уникальный, прежде неизвестный вид клеток. Они упакованы настолько тесно друг к другу и так «переплетаются», что различить отдельные клетки оказалось непросто. Лишь вымочив образцы в растворе, удаляющем основной полимер древесины — лигнин, — ученые смогли рассмотреть их под электронным микроскопом.
Нотбурга Гайрлингер (Notburga Gierlinger) и ее коллеги из Венского университета природных ресурсов и прикладных наук (BOKU) назвали эти клетки многолопастными склереидами (polylobate sclereid). Дело в том, что они отличаются выраженной неправильной формой, со множеством впадин и выступов, которыми тесно соединяются друг с другом. В среднем каждая клетка соединяется с четырнадцатью соседними, образуя сложный и прочный объемный пазл, разъединить который невозможно, не разрушив самих клеток.
Слева — модель демонстрирует плотное соединение многолопастных склереид; справа — число соседей, с которыми они могут образовывать подобные связи / © Antreich et al., 2019
В отличие от ореха, склереиды в твердой оболочке семян сосны не образуют таких сплетений, и поставленные учеными эксперименты подтвердили, что прочность ее намного ниже. Любая трещина в скорлупе ореха должна проходить непосредственно через тела одеревеневших клеток, разрывая их. О сложности этой задачи знает каждый, кто хотя бы раз в жизни колол орехи.