來看它們春風(fēng)吹又“生”，“生”孩子的“生”！

春天來啦，又到了萬物復(fù)蘇……不，柳絮狂飛的季節(jié)！

那些空中飛舞的柳絮不僅影響視線，還會使人忍不住打噴嚏，甚至產(chǎn)生皮膚過敏。

但柳絮有什么錯呢？人家只是想借個春風(fēng)播種子罷了。

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相比于動物，植物對于自己的孩子（種子）似乎比較絕情，總要將其送向遠方（畢竟留在自己身旁，它們將來還要與自己爭奪陽光、土地和水）。

因此，植物演化出了各種獨特的種子傳播方式。

由于自身的力量實在有限，它們大多選擇借助外來的力量，一些植物就傾向于利用大自然的風(fēng)傳播種子，就像剛剛我們開頭提到的柳絮一樣。

今天筆者就與大家一起，了解一下那些“善借東風(fēng)”的植物，再看看人類從這些植物身上學(xué)到了什么。

01

蒲公英的約定

雖然和柳絮長相相似，但蒲公英似乎并不遭人厭惡，反而承載了許多浪漫的氣息。

借助一陣微風(fēng)，蒲公英可以輕松地飛出幾百米遠。

這其中的原因雖然與其輕盈的身軀有關(guān)，但更重要的是那些絨毛產(chǎn)生的“浮力”。

通過肉眼觀察，蒲公英種子上有幾百根極其細密的冠毛，實際上每根冠毛的結(jié)構(gòu)也極其復(fù)雜，在顯微鏡下，冠毛尖端又分叉形成許多肉眼難以看見的尖刺。

這種獨特的絨毛使蒲公英掌握了一種獨家的飛行秘籍，在下降的過程中，冠毛本身運動產(chǎn)生的氣流和在種子周圍的氣流之間相互作用。

在它的“頭頂”形成了一對小漩渦（渦環(huán)），給下方的蒲公英種子提供額外的空氣阻力，從而使它在空中停留更長的時間。

蒲公英的種子和其周圍流動產(chǎn)生的渦環(huán)。來源：參考文獻[1]

實驗測試數(shù)據(jù)顯示，與同等質(zhì)量和受風(fēng)面積的人類降落傘相比，蒲公英在空中滯留的時間是降落傘的 4 倍左右。

科學(xué)家對這種奇怪的現(xiàn)象非常感興趣，正在對蒲公英進行仿生學(xué)研究，試圖研發(fā)新的飛行器，節(jié)省當前飛機等航空器的燃料消耗。

同時，蒲公英也可以為降落傘的設(shè)計提供借鑒，科學(xué)家們期望能發(fā)明出新型的降落傘，營救更多的人。

02

楓樹種子的華爾茲

與“傘兵”蒲公英不同，一些植物的種子更渴望飛翔，它們甚至想直接插上翅膀，原地起飛。

大自然孕育出了無數(shù)神奇的植物，它們中有的進化出了類似于螺旋槳形狀的種子（如下圖中的 ①②③④）或者撲翼 / 盤狀的種子（如下圖中的 ⑤⑥⑦）。

而這其中，楓樹的種子最具特色。

各種形態(tài)的“會飛的種子”。來源：參考文獻[2]

楓樹的種子擁有一個好聽的名字——翅果，顧名思義，它們有著像直升機螺旋槳一樣的葉片。

其中，根部包裹的是種子本體，其余碩大的葉脈沒有繁殖作用，當其從枝頭掉落后會在下降的過程發(fā)生旋轉(zhuǎn)，是種子的“衣服”。

當然，沒有了風(fēng)的加持，它并不能自由飛翔。

在人類看來，為種子穿上這身奇怪的“衣服”似乎并不是劃算的買賣，畢竟能發(fā)揮作用的機會非常有限，而且，翅果在下落的過程并不能遠距離飛行。

實際上，翅果的重量很輕，尤其是在完全成熟干枯之后，在風(fēng)的吹拂下，它碩大的“衣服”很容易帶著底部的種子本體移動，完成一次又一次的貼地飛行。

楓樹種子及自旋下落俯視狀態(tài)。圖片來源：參考文獻[3]

當然，楓樹翅果這種獨特的外觀和飛行姿態(tài)也給科學(xué)家?guī)砹嗽S多靈感。

比如，旋轉(zhuǎn)的翅果與竹蜻蜓、電風(fēng)扇、風(fēng)力發(fā)電機等這些旋轉(zhuǎn)機械的葉片有許多相似之處。

翅果也許可以給我們提供一些借鑒思路，幫助我們設(shè)計出氣動性能更好的產(chǎn)品。

2021 年，韓國、英國、中國及美國等多國科學(xué)家組成的團隊提出了一種微飛行器。

他們通過對各種飛行的種子進行研究，并運用仿生學(xué)原理，發(fā)明了一種極小的飛行器。

上面搭載有多種傳感器，其在下落過程中可以穩(wěn)定緩慢地旋轉(zhuǎn)。

科學(xué)家發(fā)明的3D微飛行器。圖片來源：參考文獻[2]

03

風(fēng)滾草的流浪

其實，大多數(shù)植物的種子并非“身輕如燕”，并不能僅靠風(fēng)實現(xiàn)遠航。

為了送自己的“孩子”最后一程，風(fēng)滾草在種子成熟之后，綠油蓬松的植株逐漸枯黃，蜷縮成一個球狀，隨后根部斷裂。

在風(fēng)的吹拂下，風(fēng)滾草隨風(fēng)滾動，逐漸被“盤”得更加圓潤，而在這趟顛沛流離的路途中，它身上所攜帶的數(shù)萬顆種子也被播撒在了沿途的各個角落。

風(fēng)滾草也被人們稱為“沙漠流浪漢”，與牛仔、馬車一同作為美國西部文化的象征。

不過，如果你有機會去南極，可能會看到一團大雪球，但當風(fēng)吹過時，它又像一團滾動的“白色的風(fēng)滾草”。

不用大驚小怪，它只是一輛“風(fēng)滾草漫游車”。

這是科學(xué)家們仿照風(fēng)滾草研制的攜帶測試儀器的“氣球”。

NASA科學(xué)家正在推一輛風(fēng)滾草漫游車（不是雪球?。碓矗篘ASA

風(fēng)滾草漫游車由美國宇航局（NASA）噴氣推進實驗室設(shè)計并建造。

與極地的冰天雪地相比，由于存在各種運行的電子設(shè)備且擁有封閉的環(huán)境，風(fēng)滾草漫游車的內(nèi)部保持在26.7℃左右，相當于一個充滿暖氣的氣球。

風(fēng)滾草漫游車具備出色的運動能力，即使在極端和偏遠的環(huán)境中，風(fēng)滾草漫游車也可以輕易地“滾”過崎嶇不平的地面，快速完成數(shù)據(jù)的采集工作；

風(fēng)滾草漫游車內(nèi)部大有乾坤，各種儀器都固定在內(nèi)部一根兩端連接的管子中，避免在滾動過程中儀器發(fā)生損傷脫落；

在運動過程中，漫游車搭載的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以實時向地面考察站發(fā)送其位置、周圍的空氣溫度，壓力，濕度等信息。

近些年，NASA已經(jīng)在布局研發(fā)下一代的漫游車，它將在風(fēng)滾草漫游車的基礎(chǔ)上充分利用自身的氣囊結(jié)構(gòu)，將其用作降落傘。

如果進展一切順利，某一天這種新的漫游車可能也會登上飛船，在火星的表面“滾來滾去”。

風(fēng)滾草漫游車的構(gòu)造。來源：NASA 作者翻譯

04

外來物種：入侵還需找?guī)蛢?/strong>