Verdens største gresskar (og litt matnyttig fysikk)

Verdens største gresskar per oktober 2012. Dyrket frem av Ron Wallace fra USA, veier utrolige 2009lbs, eller nesten ett tonn! (Bilde: Steve Connolly)

Det er drama blant verdens gresskarentusiaster. Ikke fordi horder av smårollinger i disse halloween-tider skjærer skumle hull i favorittveksten deres, men fordi rekorden verdens tyngste gresskar er slått ikke bare en men to ganger innen siste måned. Den nye verdensmesteren i gresskarvekt er dyrket av Ron Wallace fra Greene, Rhode Island, USA, og veier 2009 pund – nesten ett tonn! 

Noen skjønnhetskonkurranse ville nok den nye mesteren likevel ikke vunnet. Skal ikke gresskar være runde? Denne ser mer ut som en mislykket, forvokst mandel. Og dessuten: hva har dette med vitenskap å gjøre?

Jo – du trodde vel ikke fysikere lot en så nerdete hobby som gresskardyrking holde på uten å utsette den for litt forskning? Hvor store kan gresskar egentlig bli, hvorfor slutter de å være sfæriske når de blir for digre – og hvorfor får de akkurat den formen de da får? Les videre for litt høyst matnyttig fysikk hvis du vil slå den ferske verdensrekorden.

Megaflora

I 2011 publiserte tre forskere fra Atlanta, USA, en utmerket artikkel om nettopp utviklingen til kjempegresskar. De fokuserer på hvordan vekten påvirker utviklingen av den endelige formen til grønnsaken, og gjør både eksperimenter, analyser av vekst av en rekke store gresskar, og matematisk modellering av gresskarets utvikling. De kommer til noen artige konklusjoner, der de både gjenoppdager ting gresskarindustrien har visst om men ikke kunnet si hvorfor gjelder, og ting som hittil var ukjent.

Forfatterne begynner med å gi noen eksempler på gigaplanter:

(Bildet, og de to neste, er fra artikkelen: D.L.Hu,etal., Int.J.Non-LinearMech. (2011), doi:10.1016/j.ijnonlinmec.2010.12.013)

Som bildet og bildeteksten antyder: Når plantevekster blir store begynner de å få en annen form enn de vanligvis har. Tyngdekraften virker på dem – hvis de henger fra trær blir de lett langstrukne (som monstersitronene i bilde (b)), hvis de ligger på bakken blir de gjerne flate og ovale (se megamelonen i bilde (f)). Dette er ikke så uventet. Det virker også naturlig at det kan finnes en øvre grense for hvor stor en vekst kan bli, før tyngdekraften blir så sterk at skallet ikke klarer å holde den oppe lenger.

Kulerundt er sunt i grunn(t)

Et fruktlegeme vil gjøre jobben sin best hvis den klarer å lagre maksimalt med god energi rundt frøene sine. Dette gjøres best av en kulerund – sfærisk – form. Det er nemlig den formen med minst overflate i forhold til volum. Skallet til en frukt eller grønnsak er nødvendig for beskyttelse, men alle godsakene finnes innenfor. Dessuten er kulen den naturlige formen å vokse i for en plante som ikke har bestemt seg – bare voks like mye alle veier, så blir det en ball av det. Naturen liker å gjøre ting enklest mulig.

Et gresskar utvikler seg da også som en kule – inntil det når en kritisk størrelse:

Gresskaret består av et tykt skall med ganske hardt fruktkjøtt innenfor, og så et hulrom der frøene ligger. Dersom gresskaret bare hadde fortsatt å være kulerundt så ville tyngdekraften på «taket» og sideveggene etter hvert blitt så stor at hele grønnsaken ville falt sammen. De som overlever og vokser videre er de som etter hvert får en mer oval form, slik at tyngden jevnes ut.

Da spør fysikeren: Hvilken biologisk eller fysisk mekanisme er det som får noen gresskar til å vokse akkurat slik, og dermed bli gigantiske? Hvorfor forblir de ikke bare kulerunde helt til de faller sammen?

Gresskarmodellering

For å løse dette gjorde forskerne en serie med målinger og analyser, og de laget som seg hør og bør også en matematisk modell for gresskarvekst:

Som figuren viser: De var i stand til å modellere utviklingen til et gresskar fra sfærisk til blob-formet. Nøkkelen viste seg å være følgende enkle innsikt:

Når gresskaret blir stort og tungt, så presser det nedover på sidekantene. De største strekk-kreftene på veggene kommer i nederkant, der gresskaret ligger mot bakken (røde områder på de nederste bildene). Gresskaret vil gjerne utvide seg, men etter hvert blir friksjonen så sterk at bunnen ikke klarer å gli utover etter hvert som grønnsaken vokser. Akkurat dette visste produsentene allerede, og har for lengst laget matter med lav friksjon som gresskar kan vokse på dersom de ønsker at de skal bli store men fortsatt kulerunde. Men forskerne skjønte en ting til: Der strekk-kreftene er sterkest, dras også cellene i gresskarveggen fra hverandre. Dette letter celledelingen, slik at det blir enklere for gresskaret å vokse nettopp der. Ved rett og slett å anta at planten vokser lettest der det er sterkest strekk-krefter, klarte de å gjenskape hele vekstforløpet til mega-gresskar.

Modellen inneholder også mye informasjon om nettopp hvor i gresskaret det bygges opp høyest krefter. Antakelig er dette svært nyttig informasjon for gresskarentusiaster som hittil bare har hatt sin egen erfaring å gå på. Nå kan de kombinere den med avansert matematikk, og virkelig drive forskningsbasert grønnsaksdyrking.

Det har lenge vært lurt på når noen ville få til et gresskar på over ett tonn. Fysikere har nå hjulpet rekordjegerne et lite skritt nærmere. Tiden vil vise hva den virkelige grensen for gresskarvekt er. For resten av oss har resultatene over dessuten vist noe helt annet: Det finnes knapt den ting i denne verden som fysikere ikke alt har forsket på. God halloween, kollokvium-lesere.

One comment

  1. Carbomontanus · oktober 31, 2012

    Samset

    Dette faget kalles http://www.pomologie

    Jeg har holdt på med det bestandig og særlig nå i høst men det krever en saklig innstilling og visse instrumenter. Man må slå et slag for epleknickersen som er en vanlig knickers men med hull i lommene så man kan fylle mye nedi, det er gamlemåten. Og så må man ha en stang så man rekker til uten å måtte krysse gjerdene og eiendomsgrensene, med en klassisk epleplukker. Den er ikke lenger i salg så jeg har måttet smi den selv av 2 mm jernplate valsejern resirkulert og man må ha trekull og blest og utstyret iorden, og så borer man huller og syr en lerretspose under.

    Det tradisjonelle i nyere tid er bambus, men der synes verdenshandelen å ha brutt sammen i nyere tid, så jeg har måttet bruke spjæret gran. Man spjærer et vrakbord med øks og ser hva man da finner av materialer.

    Cucurbitaceae må være kjent. Vi blev stoppet av en hest midt i kjørefeltet oppe ved Rondane, og hadde ikke annet å tilby enn en gul og overmoden agurk. Holland var med og hadde agurken og bemerket at den hesten har karakter. Det var en noe tilårskommen fjording med erfaring. Men vi slår fast at Cucurbitaceae er deres favorittføde. Vi blev nesten oppspist.

    Man skal ha gresskar og melon og agurker i bakhånd og skikkelig modent når man skal komme på fot med hesten. En eldre bondemann i tyskland anbefalte også schwarzbrot og et eple. Hva jeg har lært fra en mest autentisk kilde er at de skal tilbys en kvast modne rognebær. Men jeg har skjønt at man skal ikke tilby dem annet enn hva man selv er villig til å spise fra bakken eller fra trærne, og det stemmer. Da ser de på en og sier at man er et forstandig menneske. De tar det for gitt at vi er Homo Sapiens som de kjenner fra før, og er vi ikke det, så kan de bli skuffet. Men er man det, så er det så man ser englevingene på ryggene på dem og behøver ikke å spørrte Märtha Louise om slike selvfølgeligheter. Det er Umb.no som har mest greie på dette.

    Cürbisbrot er kokt gresskar som moses og blandes med mel og gjær og litt salt cum granum salis og heves og bakes. Det er gult og godt.

    Så kan man koke gresskarsyltetøy. Da skal man ha litt citron oppi.

    Over there i Statene så kommer Elgen på verandaen og spiser gresskarene etter Halloween.

    Grisen skal ha sin del, det har jeg ikke prøvet. Men hønene tar det, likesom skjæra, men liker det så modent som mulig adskillig mer modent enn hva menneskene spiser og helst frossent og tint igjen for ørte gang.

    Jeg har sikret en viktig bok. C.V Boys Soap bubbles and the Forces Which Mould Them. Norsk Utgave J.V.Cappelens forlag A/S Oslo cappelens realbøker 1963.

    Det er svært fundamentalt, Gestaltungskräfte på enkleste vis når feltet er gitt ved gravitasjon og molekylære bindingskrefter. Det gjelder altså videre for gresskar og ellers videre i astrofysikken.

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s