ダラム大学の生物学者フィル・ゲイツ氏が撮影し、雑誌『Chemical & Engineering News (C&EN)』に掲載された顕微鏡写真が、科学系メディアを通じて世界中に広まっています。アモフィラ・アレナリア（Ammophila arenaria）という草の断面には、何百もの小さな「笑顔」がはっきりと写っていました。この愛らしい視覚的錯覚――パレイドリア――の背後には、極めて緻密な生化学的構造が隠されているのです。
スマイリーの目や口のように見える部分は、水を運搬するために頑丈なポリマーであるリグニンで補強された木部（道管）の管です。そして「笑顔」そのものは、柔軟なセルロースで構成され、糖分を運ぶ役割を持つ師部細胞によって形作られています。この模様を浮かび上がらせるため、ゲイツ氏は二重蛍光染色という手法を用いました。紫外線や青紫色の光を照射すると、リグニンとセルロースがエネルギーを吸収し、対照的な色合いで鮮やかに光り出す仕組みです。
しかし、この発見をさらに興味深いものにしているのは、雨が降った際の細胞の挙動です。乾燥した時期には、水分不足で道管の壁がわずかに収縮するため、スマイリーたちは疲れているか、あるいは「悲しんでいる」ように見えます。ところが雨が降り始めると、浸透圧のプロセスが動き出します。水分が植物の内部に急速に浸透し、「膨圧」と呼ばれる高い内部流体圧が生じるのです。
膨圧の作用によって、中空の木部管は本来の完璧な円形へと広がり、セルロースでできた師部の輪郭もピンと張り詰めて拡大します。細胞が流体力学的に膨張した結果、草の「笑顔」は物理的に幅広くなり、よりはっきりと見えるようになります。このように、私たちの足元にある芝生は実際に雨粒に反応しており、夏の雨が最も激しく降る瞬間に、最高に幸せそうな表情を見せているのです。
