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捕蠅草用來捕獲獵物的捕捉機制僅需十分之一秒,是植物界最快的運動之一。科學家們長期以來一直想知道這種植物如何在沒有肌肉或神經的情況下完成如此壯舉。根據今天發表在《自然》雜誌上的研究結果,答案是透過變形。
哈佛大學的拉克希米納拉亞南·馬哈德萬和他的同事使用高速影片捕捉了捕蠅草的運動。研究人員首先在植物的葉子上塗上紫外線熒光點,然後在紫外線光下拍攝它們關閉的過程。透過分析影像並使用數學公式對運動進行建模,該團隊重建了葉子閉合時的幾何形狀。當葉子上的觸發毛受到干擾時,植物會移動葉子中的水分作為響應。反過來,這會影響葉子的曲率。“本質上,葉子會伸展直到達到不穩定的點,在那裡它無法再維持應變,”馬哈德萬解釋說。“就像釋放反向的塑膠蓋或切開的網球的一部分一樣,每片葉子都向內摺疊,並在恢復其原始形狀的過程中,將受害者困在中間。”
更好地理解捕蠅草令人印象深刻的系統可以幫助研究人員學習模仿它。該團隊推測,類似的無肌肉運動可以應用於微流體裝置或感測器中的閥門或開關。