雨中的微笑:科學家揭開「快樂草」的幸福奧秘

编辑者: An goldy

杜倫大學(Durham University)生物學家菲爾·蓋茨(Phil Gates)拍攝的一張顯微照片,在發表於《化學與工程新聞》(C&EN)雜誌後,隨即在各大科普社群平台上廣為流傳。在沙葦(Ammophila arenaria)的橫截面中,可以清晰地看見數百張微小的笑臉。在這種被稱為「空想性錯覺」的可愛視覺現象背後,其實隱藏著極其複雜的生物化學工程。

那些看似笑臉眼睛與嘴巴的部分,實際上是經由木質素(一種堅固的聚合物)強化的木質部導管,專門負責輸送水分。而那抹「微笑」則是由柔軟纖維素構成的韌皮部細胞,主要負責運輸糖分。為了呈現出這幅圖案,科學家運用了雙重螢光染色技術。當受到紫外線與藍紫光照射時,木質素與纖維素會吸收能量,並發出色彩鮮明且具對比效果的螢光。

然而,這項發現中最令人驚嘆的事實,在於細胞在降雨時的動態表現。在乾旱時期,由於導管壁因缺水而微幅萎縮,這些笑臉看起來會顯得疲憊或「憂傷」。一旦降雨開始,便會觸發滲透作用。水分迅速滲入植物體內,產生極高的內部靜水壓力,即所謂的「膨壓」。

在膨壓的作用下,中空的木質部導管會重新舒展開來,呈現出完美的圓形,而纖維素組成的韌皮部輪廓也會跟著拉緊並擴張。透過這種細胞的流體動力擴張,草葉上的「微笑」在物理上變得更寬且更為清晰。因此,我們腳下的草坪確實會對雨滴產生反應,並在夏日降雨最旺盛的時刻,展現出最為「幸福」的模樣。

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來源

  • mymodernmet

  • C&EN (Chemical & Engineering News)

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