Mechanical buckling can pattern the light-diffracting cuticle of Hibiscus trionum.
Mechanical buckling can pattern the light-diffracting cuticle of Hibiscus trionum.
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机械弯曲可以使木槿的光衍射角质层图案化。
DOI：
10.1016/j.celrep.2021.109715
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发表时间：
2021-09-14
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Robinson, Sarah
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Airoldi, Chiara A.;Lugo, Carlos A.;Wightman, Raymond;Glover, Beverley J.;Robinson, Sarah
许多物种都有表皮条纹，发挥着一系列的作用，从传粉吸引表面润湿性。在木槿中，条纹跨越花瓣基部的多个细胞，形成一种产生彩虹色的图案。据推测，使用理论模型，条纹的图案可能是由于机械不稳定性。通过将机械应力的应用与高分辨率成像相结合，我们证明了角质层伸展以创建条纹图案。通过机械建模和低温扫描电镜断裂，我们表明，角质层的行为就像一个双层系统的刚性膜上的一个顺应性基板。屈曲的模式与应力的方向对齐，以创建更大规模的模式。我们的研究结果有助于理解生物体中组织范围内模式的形成。光衍射表皮纳米皱纹可以机械诱导条纹的方向与力的方向一致条纹的形成需要具有不同机械性能的层芙蓉花瓣上的表皮条纹形成一个协调的图案，创造彩虹色。Airoldi等人的条纹可以形成机械应力诱导屈曲，并证明角质层在这个过程中的作用。
Many species have cuticular striations that play a range of roles, from pollinator attraction to surface wettability. In Hibiscus trionum, the striations span multiple cells at the base of the petal to form a pattern that produces a type of iridescence. It is postulated, using theoretical models, that the pattern of striations could result from mechanical instabilities. By combining the application of mechanical stress with high-resolution imaging, we demonstrate that the cuticle buckles to create a striated pattern. Through mechanical modeling and cryo-SEM fractures, we show that the cuticle behaves like a bilayer system with a stiff film on a compliant substrate. The pattern of buckling aligns with the direction of the stress to create a larger-scale pattern. Our findings contribute to the understanding of the formation of tissue-wide patterns in living organisms. Light-diffracting cuticular nano-wrinkles can be mechanically induced The direction of the striations aligns with the force direction Striation formation requires layers with different mechanical properties Cuticular striations on hibiscus petals form a coordinated pattern that creates iridescence. Airoldi et al. show that the striations can form by mechanical-stress-induced buckling and demonstrate the role of cuticular layers in this process.
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DOI：
10.1242/dev.127613
发表时间：
2015-12-01
期刊：
Development (Cambridge, England)
影响因子：
--
作者：
Kurihara D;Mizuta Y;Sato Y;Higashiyama T
通讯作者：
Higashiyama T
影响因子：
9.3
作者：
Hiscock TW;Megason SG
通讯作者：
Megason SG
影响因子：
5.3
作者：
Budday S;Steinmann P;Kuhl E
通讯作者：
Kuhl E
花瓣中各向异性细胞生长调节的表面微图案
影响因子：
3.4
作者：
Huang, Xiao;Hai, Yu;Xie, Wei-Hua
通讯作者：
Xie, Wei-Hua
影响因子：
9.2
作者：
Nakayama, Naomi;Smith, Richard S.;Kuhlemeier, Cris
通讯作者：
Kuhlemeier, Cris