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科大教授揭秘:百合的S型身材是如何炼成的?
2011年03月25日15时05分   来源: 合肥在线-江淮晨报
 

  “接叶多重,花无异色,含露低垂,从风偃柳。”这是南朝梁宣帝对百合花的赞美。办公室的一位记者MM也特爱百合,情人节时收到一大束,结果两天没来,再一看开得特别盛,“前天还只是刚开一点点,没在意就全开了。”

  百合优雅的身姿、神速的绽放都是如何炼成的?3月24日,中科大梁海弋教授向记者揭秘了百合花开放的真相。而在三天前,他和美国哈佛大学马哈德文教授合作研究的成果刊登在了《美国国家科学院院刊》上。

  下面,闭上眼睛,跟着梁海弋和记者的描述进入三重想象吧。

  想象一下你四肢被拉长的过程

  梁海弋说,他们根据摄像机记录的百合花盛开的全过程,发现百合花瓣的边缘比中间部分要长,而这一不均匀生长特性在花瓣上产生了很大的力,最终使花朵绽放。

  “这个过程可以用每个人的身体来打比喻。”现在把你的身体想象成一片百合花瓣,四肢就是花瓣边缘,脊柱就是花瓣中脉,如果四肢不断被向前拉伸,那么脊柱是不是会不由自主地朝拉伸方向弯起来?

  “我们沿着香水百合花蕾花瓣的边缘和中脉标记上等距点,用来观察尺寸和形状上的变化。”梁海弋和合作者最后发现,百合花瓣边缘比中脉的生长速率快40%以上,而这种花瓣生长速度上的差异,使边缘受到很大的膨胀力而中间区域受到拉力,花瓣在这种不均匀生长导致的内力作用下逐步向外弯曲,在花瓣边缘上逐步产生褶皱,最终完全绽放。

  再想象一下你胃里吃饱的感觉

  弯曲、不断的弯曲,不知不觉,花朵就开了,所以我们看见的花瓣总是呈现了一定的弧度。

  但百合总是一眨眼的功夫就开得特漂亮,“之前还羞答答地似开非开,然后就迫不及待哗啦盛开了。”其实也有奥秘。

  “根据我们的观察,从那种青色的花蕾长到将要绽放的花蕾大约要四五天,这个过程比较慢,然后绽放似乎就是瞬间的事了,只要半天。”梁海弋给记者描述,“绽放后也有一个加速度的过程:开始慢慢的,羞答答的;过了某个临界点后,开得特别迅速。”

  这个临界点在何时何处?

  “这个就要看成长环境和植物本身的情况了。”

  读者朋友可以再想象一下,这样的过程就好比咱们胃里吃饱的感觉。开始总是不断地补充,慢慢接近饱和,等到有了吃饱的感觉,那么再增加一口食物都会格外感觉胀一分。

  “就像胃,开始在自己消化、吸收、填补,等到达饱和值时,再吃就开始膨胀、弯曲,所以我们会讲肚子圆了。”

  梁海弋解释道,百合花蕾开放初期,边缘膨胀力不能有效地弯曲花瓣,其拉伸力反而会被花瓣自己消化吸收,所以开得比较慢,但达到某个临界点后则可高效地向外弯曲花瓣,每增加一分就会膨胀一分,而这正是百合花快速开放所需要的。

  最后想象一下未来机械生产中的应用

  “不只是百合花,所有的百合科植物都是如此。”梁海弋说,甚至包括这些植物的叶片。

  仔细想一下还真是的,小时候捡树叶做标本,一些树叶刚开始总是弯曲的、叶边卷卷的。

  “边缘过度生长也会导致树叶呈现多种形貌,百合花的叶子也如此。”1790年,德国科学家约翰·歌德曾经在《植物的改变》一文中宣称叶子和花是同源的,而此次梁海弋和合作者的实验就证实了该预言。

  记者查阅发现,梁海弋教授来自中科大近代力学系,学物理的人跑来研究植物?

  “个人兴趣啦,其实研究绽放之谜也是一个物理学知识的应用。”而在他看来,百合花的绽放之奥秘还可以应用到日常生活更多更广的地方。

  “比如,机械生产中,设计一个什么切片,是不是也可以用此原理,让边缘出现褶皱和波纹,使工艺品更美观。”(蒋家平、范琼、记者张沛)

编辑: 魏俊杰
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