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捕蝇草用来捕获猎物的捕捉机制仅需十分之一秒,是植物界最快的运动之一。科学家们长期以来一直想知道这种植物如何在没有肌肉或神经的情况下完成如此壮举。根据今天发表在《自然》杂志上的研究结果,答案是通过变形。
哈佛大学的拉克希米纳拉亚南·马哈德万和他的同事使用高速视频捕捉了捕蝇草的运动。研究人员首先在植物的叶子上涂上紫外线荧光点,然后在紫外线光下拍摄它们关闭的过程。通过分析图像并使用数学公式对运动进行建模,该团队重建了叶子闭合时的几何形状。当叶子上的触发毛受到干扰时,植物会移动叶子中的水分作为响应。反过来,这会影响叶子的曲率。“本质上,叶子会伸展直到达到不稳定的点,在那里它无法再维持应变,”马哈德万解释说。“就像释放反向的塑料盖或切开的网球的一部分一样,每片叶子都向内折叠,并在恢复其原始形状的过程中,将受害者困在中间。”
更好地理解捕蝇草令人印象深刻的系统可以帮助研究人员学习模仿它。该团队推测,类似的无肌肉运动可以应用于微流体装置或传感器中的阀门或开关。