让植物拥有“肌肉”

　　植物没有肌肉组织，但对一些植物来说，表面张力可以起到肌肉的作用。以牻牛儿苗属植物为例，其果实与鸟类的喙很相似。在果实内部，每颗种子都能生长出几厘米长的芒，这种枝条状的“尾巴”有两大作用。首先，这些芒在果实内部是伸展开的，当果实由于干燥而发生干裂时，这些芒会在发生干裂的同时将果实包裹起来，把储存于其中的能量释放出来。此外，芒还会将果实的种子往地面输送，完成“播种”任务。当种子接触地面时，芒会在白天卷起，在夜间展开，以这种“水滴石穿”的方式将种子种到土壤里，其播种速度每天只有1毫米左右。

　　韩国首尔国立大学机械工程师Ho-Young Kim发现，表面张力在上述过程中起主导作用。通常情况下，表面张力使水滴呈球状，从而将空气—水界面的接触最小化。但是当水滴落在一处对水分子有强吸引力的界面上，且这种吸引力强过水本身对水分子的吸引力时，水滴就会发生扩散，并将接触面弄湿。Kim发现，牻牛儿苗属植物及另一种能够完成自我播种的植物——天竺葵属植物的芒是由大量木质素纤维和果胶纤维组成的，而这些材料具有亲水性。当空气湿度高时，这些纤维能快速吸收水分。Kim解释道：“当这些组织吸收水分后会发生膨胀，使得芒从原本干燥卷曲的状态转变为伸展状态。当空气湿度低时，这些纤维会将水分释放出来，其体形缩小，使得芒又从伸展状态回到卷曲状态。”

　　Kim将两组植物的种子置于一台力传感器上，并人为提高空气湿度，用以衡量牻牛儿苗属展开芒时的力量。他还以玻璃微珠为材料设计了各种不同型号的“土壤”，专门用来测试该植物播种力量的极限。Kim称：“这股力量足以穿透土壤。”