隨風而逝:植物種子傳播

一項來自 Science Buddies 的科學活動,基於美國植物學會的專案

傳播種子! 瞭解一些夏季最有趣的種子如何在微風中傳播。 你能設計出一種能很好地隨風傳播的種子嗎?

喬治·雷切克

關鍵概念
生物學
植物
進化
空氣動力學

介紹
你有沒有在颳風的日子裡看過窗外,看到“直升機”種子在空中旋轉?或者拿起蒲公英吹一下,讓細小的、蓬鬆的種子到處飛舞?風對於傳播種子以幫助植物繁殖非常重要。在這個專案中,你將設計一些你自己的“種子”,看看當它們被風扇吹過房間時,哪些效果最好。

背景
種子的傳播對於植物物種的生存非常重要。如果植物生長得過於密集,它們就必須爭奪來自土壤的光、水和養分。種子傳播使植物能夠從廣闊的區域擴散開來,避免相互爭奪相同的資源。


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種子通過幾種不同的方式傳播。在一些植物中,種子被包裹在果實內(例如蘋果或橙子)。這些水果,包括種子,被動物吃掉,然後動物在排洩時傳播種子。有些水果可以被水攜帶,例如漂浮的椰子。有些種子有小鉤子,可以鉤住動物的皮毛。(如果您曾經在樹林或高草叢中徒步旅行,您可能已經將它們粘在您的衣服上。)

其他種子透過風傳播——例如楓樹的“翅膀”種子,它們在落下時旋轉並像“直升機”一樣穿過空氣,或者蒲公英的輕盈羽毛狀種子,可以被微風捕捉。種子在空中停留的時間越長,它被風吹得越遠,幫助植物物種廣泛地傳播其後代。在這個專案中,你將用手工材料製作你自己的“人造種子”。你能設計出能在空中停留很長時間的種子嗎?

材料

  • 風力傳播的不同種子的例子(根據您居住的地點,您可能可以在戶外找到其中一些種子。如果您可以上網,您還可以進行網路搜尋,查詢楓樹種子、蒲公英種子和其他型別的風力傳播種子,以幫助獲得想法。)

  • 您可以用來作為“種子”的小型、均勻、輕便的物體(例如,您可以使用小回形針或小號書夾;或者在超市購買一袋真正的種子——例如葵花籽。)

  • 製作工藝品以構建種子的傳播機制(這些可以像紙和膠帶一樣簡單,或者您也可以使用綵帶、棉球,甚至您在戶外找到的物品,例如草葉。)

  • 剪刀、膠帶和膠水,用於剪下和將您的工藝品材料連線到您的種子上(使用剪刀時要小心。)

  • 窗扇風扇或大型箱式風扇(小心使用並適當監督。)

  • 秒錶或計時器(可選)

  • 捲尺或直尺(可選)

準備工作

  • 在房間裡清理出一個空曠區域,您將在那裡進行種子測試活動。

  • 將風扇放在桌子或椅子上,對準房間的另一邊。您也可以在颳風的天氣在戶外進行實驗。

步驟

  • 為您的種子設計和構建幾個——至少四個——傳播機制。如果您可以建立至少兩個類似的傳播機制以相互測試(請參閱下面的示例),則該活動效果最佳。您可以使用您的想象力並提出自己的想法,但這裡有一些供您入門的想法(以回形針為例作為“種子”)

    • 將回形針連線到一小塊方形紙上,大約便籤紙大小,無需對紙張進行任何更改。

    • 將回形針連線到另一小塊紙上,但在紙張的一側進行幾個平行切割,使其具有“褶邊”,並將它們向外彎曲。

    • 將回形針連線到棉球上。

    • 將回形針連線到您拉開以稍微展開並使其更蓬鬆的棉球上。

    • 剪出一些楓葉種子形狀的紙,並連線一個回形針。

  • 您認為哪種或哪些種子傳播機制在風扇前掉落時會傳播最遠?為什麼?

  • 開啟風扇。站在同一個地方,嘗試一次一個地將您的種子掉落在風扇前。 還可以嘗試掉落一個普通的“種子”(例如,一個沒有連線任何東西的普通回形針),看看會發生什麼。

  • 種子被風扇吹出多遠? 某些種子比其他種子需要更長的時間才能到達地面嗎?

  • 思考您的結果。您的某些設計是否根本不起作用(垂直落下,沒有向前吹)? 有些比其他的更好嗎?您能做些什麼來改進您的設計? 您可以對您的種子進行更改以使其吹得更遠嗎?

  • 額外內容:讓朋友使用秒錶計時種子落到地面需要多長時間。 如果您從較高的位置掉落種子,這可能會更容易。(讓一個高個子成年人掉落它們,小心地站在椅子上或從樓梯頂部掉落它們。)

  • 額外內容:使用捲尺記錄種子從您掉落的地方到它們落到地面的地方水平移動了多遠。哪些種子走得最遠?

  • 額外內容:如果您改變風扇的速度,您的結果會如何變化?

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觀察和結果

您應該發現,在“種子”上新增輕質材料可以使其下降得更慢並吹得更遠——但是,材料的形狀也非常重要。例如,連線到揉成一團的紙片的回形針仍然會非常快地掉落。然而,具有“翅膀”設計的紙片(類似於楓葉種子)或一堆單獨的綵帶(如蒲公英種子)將下降得更慢,並被風扇吹得更遠。種子究竟能吹多遠將取決於您的風扇的強度,但您肯定會看到“普通”種子和帶有傳播機制的種子之間水平距離的差異。當您採用您最好的設計並嘗試改進它們時,您就是在模仿進化的過程——因為自然界中“最好”的種子設計是最有可能繁殖的種子設計!

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本活動由Science Buddies合作呈現

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