種子有雙隱形的翅膀（圖）

發表：2009-06-19 10:13

這些種子在落下時會裂開，並通過旋轉產生升力，從而減緩其下落。（圖片提供:David Lentink）

每年春天，楓樹的種子會像直升飛機一樣旋轉著滑向大地。在有風的日子裡，一顆種子甚至能夠在空氣中飄浮1公里，最後降落在一片陌生的土地上，開始其作為一棵樹的生涯。一項新的研究表明，為了更遠地旅行，一顆種子會憑藉在紙一般的「翅膀」上形成的小氣旋為其提供升力。這樣一種氣旋能夠幫助蛾子、蝙蝠和鳥類在空中停留，但其在種子中的利用則成為了首個與植物有關的範本。

為了進行這項研究，荷蘭Wageningen大學的動物學家David Lentink和同事首先在實驗室中製造出一個人工的楓樹種子。研究人員需要一個大一點兒的標本以便能夠實際量化空氣的流動模式，於是他們利用丙烯酸樹脂製造了一個大約是普通楓樹種子10倍的「種子」。研究小組隨後將這個種子附在一支機械臂上，並在一個裝有石蠟油的容器——其中還添加了數千顆玻璃球——中旋轉這支機械臂。當這種流體被一束激光點著後，它照亮了玻璃球，同時顯示出一個與種子的翅膀平行的龍捲風狀的漩渦。Lentink指出，這個漩渦能夠減少種子上方的壓力，從而在根本上向上吸起後者並減緩其下降趨勢。

但是這個模型依然不是真實的狀況，因此Lentink和他的同事建造了一個風洞，並使其中充滿了煙塵，進而觀察一個真的楓樹種子在半空中旋轉的情況。研究小組報告說，煙塵模型揭示了與在玻璃球試驗中看到的相同的龍捲風效應——即通常所說的翅膀或螺旋槳前緣的漩渦，從而證明了他們的模型是正確的。研究人員在6月12日出版的美國《科學》雜誌上報告了這一研究成果。

瑞典蘭德大學的理論生態學家Anders Hedenstrom表示，翅膀或螺旋槳前緣的漩渦能夠提升昆蟲、蝙蝠和鳥類的飛行的事實表明，它是產生高空升力的一個重要的普適機制。美國北卡羅來納州達勒姆市杜克大學的生物機械學家Steven Vogel指出，儘管擁有與動物類似的本領，「但人們並未給植物的‘智慧’以足夠的榮譽」。Lentink表示，在飛行設計中使用翅膀或螺旋槳前緣的漩渦能夠為飛行器帶來有效的新形式，例如用來探測其他行星的降落傘和直升機。

来源:科學時報

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