科技日報北京11月4日電(記者張夢然)根據英國《自然》雜誌近日發表的一篇植物科學論文,科學家通過研究種子飛行背後的物理機制,發現了一種新型流體行為,並揭示了一直不為人知的蒲公英種子的飛行機制。
蒲公英種子上有白色冠毛結成的絨球,花開後隨風飄到新的地方孕育新生命。蒲公英會利用冠毛(小絨球)來幫助種子飛行擴散,冠毛會延緩種子的降落,使種子飛行的距離超過水准風吹送的距離,冠毛或許還可以影響種子降落的方向。然而,現時尚不清楚為什麼羽狀種子(如蒲公英)長有冠毛而不是翼狀膜,因為已知翼狀膜是可以增强其他一些物種的升力的,例如槭樹。
鑒於此,英國愛丁堡大學研究人員中山真美、英格納茲奧·馬利亞·維奧拉及其同事構建了一個垂直風洞,對自由飛行的和固定的蒲公英種子的繞流做了一次視覺化處理,並由此發現了流體浸沒體周圍的一種新型流體行為。
研究中,通過長曝光攝影和高速成像,團隊成員發現了一個穩定的氣泡——渦環,它與種子本體分離,但穩定地保持在冠毛下部固定距離的位置。不僅如此,蒲公英冠毛的孔隙度似乎受到精確地調控以穩定渦環,並且與實心盤相比,冠毛產生的組織面積阻力是其4倍以上。
研究團隊認為,正是這一原理,使得羽狀設計比翼狀膜能更有效地擴散輕盈的種子。