每个孩子都喜欢蒲公英.吹在肿胀的白头和种子到处飞。
蒲公英的种子可以传播数英里,最后漂浮下来,在新的地方定居下来。
但是没有孩子们的帮助,种子仍然会飘走,研究人员最近发现了这些植物是如何决定传播的。
知道是什么触发了蒲公英的种子传播,可以帮助科学家了解它们如何应对气候变化。
每颗种子都被拴在大约100根刚毛上,这些刚毛结合在一起,形成一个降落伞状的顶部,帮助种子移动。当种子从花冠上脱落时,降落伞的毛就乘风而去,把种子带走了。
“我们注意到蒲公英降落伞是封闭的多雾的早晨研究报告的作者、伦敦帝国理工学院生物工程系的Naomi Nakayama告诉Treehugger。
“我们研究了蒲公英是如何飞行的(并发现了一种以前未知的飞行模式)。然后我们想知道这个可逆闭合的降落伞是如何影响飞行的。在那之后,我们不禁要研究这种变形到底是如何被控制的。(我们是生物力学研究者。)”
当空气潮湿时,这个毛茸茸的降落伞会关闭,这通常意味着风很弱。在干燥多风的条件下,蒲公英会扩大它们的降落伞以更好地抓住风,这样种子就可以自由飞行。
“蒲公英使用一束头发(其实是类似降落伞的结构)来增强空气阻力,帮助飞行。有很多小种子都是这样飞的,所以蒲公英在这方面并不是独一无二的,但它肯定是一个标志性的例子。”
“与昆虫或鸟类不同,它们不需要任何能量输入就能飞很长一段距离——即使是几百公里——它们只是乘风而行。”
在他们的新研究中,科学家们发现了植物在决定如何传播种子时做出的“决定”。
它们是如何打开和关闭的
研究人员发现,降落伞的打开和关闭使用的是一种驱动器,一种将能量和信号转换为运动的设备。但这个致动器不消耗任何能量。
蒲公英降落伞的中间部分能够通过吸收空气中的水分子来感知湿度。利用有关湿度信息的信号,它们要么打开降落伞飞走,要么关闭降落伞呆在原地。
“降落伞的中心会改变它的形状,使刚毛完全一致地移动,”中山说。“它基本上是一种由不再存活的植物细胞组成的海绵,这些细胞排列在一个管内有一个空腔的管中。内部和外部不同程度地膨胀的水,这推动了运动。”
研究结果发表在期刊上自然通讯.
气候变化和软体机器人
知道是什么促使蒲公英传播种子可以帮助科学家了解它们是如何应对的气候变化.他们说,了解这种反应可以帮助研究人员设计新的软体机器人,这种机器人由柔性材料制成,模仿软体身体。
“植物移动身体部位的方式与动物不同,一个简单的局部扩张就足以移动手臂,”中山说。“目前已经实现了一些手臂的运动,但这只是众多手臂驱动器中的第一个。它的设计很简单,所以仿生学还有很大的发展空间。”
但了解蒲公英的工作原理也很有趣,因为这种植物在环境中发挥着关键作用。beplay体育官网电脑
“蒲公英是生态系统的基础。它喂养昆虫和鸟类,蜜蜂比任何其他物种都以它为食,”中山说。“因此,它们飞行的beplay体育官网电脑环境敏感性是一个重要的话题,我们要了解自然在未来气候中将如何变化。”