新的研究揭示了为什么蒲公英是最好的传单之一 - 它们以独特的方式呈现在空中

有一些关于吹风蒲公英的诗意,但它也有很多科学。一项新的研究表明,蒲公英的种子以前所未有的方式飞行,这可能会激发新一代的机载传感器。

注意特殊的结构。

吹蒲公英可能具有浪漫的吸引力,但对于这些植物来说,播出是至关重要的。使用他们的降落伞形状的刷毛束,它们的种子可以传播超过一公里,除了风力之外只能维持。这对于植物能够在大面积上扩散至关重要,这也有助于解释为什么植物在世界许多地方如此普遍。但是在苏格兰爱丁堡工作的一组研究人员意识到我们并不知道蒲公英如何能够如此长距离飞行。

“蒲公英(Taraxacum officinale agg。)是非常成功的多年生草本植物这可以在世界各地的温带地区找到,“研究人员写道。 “蒲公英,就像菊科的许多其他成员一样,利用风和对流上升气流分散它们的种子。”

它们的长距离战斗有点令人惊讶,因为花展现的降落伞式结构,在大多数情况下,空的 - 它充满了空气,乍一看似乎很不适合搭乘飞机。从本质上讲,它看起来更像是一把伞或降落伞,它看起来更像是降落伞的骨架状框架 - 并且有一个多孔的降落伞似乎没有多大意义。

蒲公英种子的微CT扫描图像,人工着色为灰色。图片来源:Madeleine Seale,Alice Macente。

蒲公英使用一束刚毛细丝,称为pappus,帮助保持种子高空扩散。在pappus播出后,它也延长了种子的下降,使其能够被带到更远的地方。这在植物世界中并不少见,因为许多其他物种采用了类似的策略 - 但它们有一个类似翅膀的膜,而不是尖刺的pappus。

所以Naomi Nakayama,Ignazio Maria Viola和他的同事们出去准确研究蒲公英飞行会发生什么。他们建造了一个垂直风洞,可以看到自由飞行和固定蒲公英种子周围的流动,采用长时间曝光摄影和高速成像来监测任何效果。他们用激光照射种子,使整个系统更容易可视化。

研究人员发现空气确实流过了头部的刷毛,但空气的数量受到间隙的严密控制。刷毛,这是非常重要的。这种特殊的结构形成了一个稳定的圆环形气泡,漂浮在每个顶点周围。他们将这个气泡称为涡环。

根据共同作者,爱丁堡大学的应用数学家Cathal Cummins所说,通过辐条的空气之间的压力差异并且在种子周围移动的空气产生涡流环。涡流环与种子体分离,蒲公英的孔隙孔隙经过微调以稳定这种涡旋。

蒲公英的种子和它产生的漩涡。 Cummins等人/ Nature。

多孔蒲公英头皮一直含有90到110根细丝 - 不多也不少。如果长丝的数量偏离该范围,则不会形成气泡,并且蒲公英的飞行性能被否定。但如果它保持在该范围内,则与传统的翼状膜相比,每单位面积的阻力超过四倍。作者认为,这使得羽状设计比用于轻质种子散布的翼状膜更有效。它也是以前从未观察到的一种飞行。

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