本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
你遇到了一个问题。你是一株植物，你生活在沙漠中，而且你没有根——至少没有任何可以吸收水分的根，这在这里有点问题。 你该怎么办？
如果你是藓类植物Syntrichia caninervis，你会颠倒你的集水系统来解决这个问题，这是一篇发表在《自然-植物》杂志上的新论文的作者们说的。 在一种与能够依靠雾中水分生存的地衣策略相呼应的策略中，这种藓类植物进化出了被称为芒的、位于叶尖的吸湿触角。 它们的结构利用了强大的物理原理，即使植物本身是倒置的，芒也能逆重力提升水分。 该系统的原理让人联想到弗兰克·赫伯特的小说《沙丘》中描述的风阱。 行星生态学家列特-凯恩斯无疑会赞同。
这是一位主要作者讨论这些发现以及一些关于该植物能力的精彩视频
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S. caninervis 很矮小，只有三到八毫米高。 但它在高度上的不足，用顽强来弥补。 它生活在世界上一些最严酷的沙漠中，从美国西南部酷热、约书亚树点缀的莫哈韦沙漠（北美最干燥的沙漠）到偏远的中国古尔班通古特沙漠，那里包含了世界上距离任何海洋海岸线最远的点。
在那里，藓类植物的芽为了生存而挤在一起，覆盖着土壤，成为著名的“生物土壤结皮”的一部分，生物土壤结皮稳定了沙漠土壤，并保护了生活在那里的许多其他生命形式（如果你在美国的沙漠中待过一段时间，你很可能被告诫过，“不要破坏结皮”）。 当干燥时，藓类植物呈深棕色或黑色，但当湿润时，似乎会在几秒钟内神奇地变绿。
这种藓类植物有四种不同尺度上的互补方式来捕获水分。 首先，有纳米沟槽，其形状在湿度较高时催化水蒸气凝结成液体。 其次，芒也拥有更大但仍然微小的微沟槽，其形状和大小经过优化，可以捕获雾或云的预凝结水滴。 第三，触角呈圆锥形，因此通过上述任何一种方法将达到足够大小的水滴漏斗到其底部的叶子上。 最后，当雨滴击中植物时，柔韧的芒和叶子的网络协同工作，以吸收冲击能量并抑制飞溅。 确实发生的飞溅往往比撞击地面时传播得更少，因此会撞击附近的芒和叶子，并在那里被迅速吸收。
此外，沿着芒排列并随机分布在芒上的倒刺似乎充当了液滴的暂存区，液滴沿着纳米沟槽或微沟槽积聚，直到液滴达到足够大的尺寸，可以通过芒的圆锥形漏斗到叶子上。
S. caninervis的芒表面的扫描电子显微照片，显示倒刺。 来源：Pan et al. 2016。
当它们最终这样做时，正如你所看到的，它们会被迅速吸入。 同时，倒刺簇开始生长新的液滴。
当然，资产也可能成为负债。 芒大大提高了藓类植物在潮湿时收集水分的能力，但它们也加速了干燥时的水分流失。 但对于藓类植物来说，这不是问题。 它们是少数拥有异水性的植物之一：即在干燥条件下生存的能力。 如果你曾经注意到你让盆栽植物干燥后会发生什么，你就知道这确实是一种超能力。
尽管如此，一种在缺水的地方处于休眠状态的植物需要一种方法来快速利用出现的水分。 对于这种藓类植物来说，芒对于利用短暂的供应并充分利用它是至关重要的。 在如此严酷的环境中生存的关键是娇嫩的组织细丝，这是生命的美丽讽刺之一。
参考文献
Pan, Zhao, William G. Pitt, Yuanming Zhang, Nan Wu, Ye Tao, 和 Tadd T. Truscott. "Syntrichia caninervis 的倒置集水系统." 自然-植物 2 (2016): 16076.