本報訊 根據日前發表在《自然》雜誌上的一項研究成果，蒲公英的種子是用一種之前被科學家認為在現實世界中根本行不通的方式飛行的。
當一些動物、飛機或種子飛行時，它們的翅膀或類似翅膀的表面在與空氣接觸時形成了一種被稱為渦流的循環空氣環流。這些渦流可以幫助維持將動物、機器或種子提升到空中所需的力量。
研究人員之前認為，一個獨立的渦流太不穩定，因而無法在自然界中持續存在。然而，蒲公英輕而蓬鬆的種子使用的渦流恰好出現在它們的表面之上，並將種子提升到空中。
蒲公英的種子長有細長的花絲，它們像自行車輪子上的輻條一樣從一根中心柄上放射出來，這一特徵似乎是它們飛行的關鍵。
英國愛丁堡大學植物科學家、該研究合作者Naomi Nakayama說，許多昆蟲在它們的翅膀或腿上都生有這種類似濾過器的結構，這表明在飛行或遊泳時使用分離的渦流可能相對普遍。
研究人員很好奇這些生有剛毛的種子是如何在空中停留的，因為它們看起來與其他植物（例如楓樹）翅狀的種子大不相同。這些翅狀結構就像鳥或飛機的翅膀一樣，上下產生不同的壓力以便飛行。
為了找到問題的答案，Nakayama和她的同事把蒲公英種子放在一個垂直的風洞裡，並用雷射照射種子，以便觀察種子周圍的氣流變化。
就在此刻，研究人員看到了種子上方的渦流。愛丁堡大學應用數學家、該研究合作者Cathal Cummins說，種子輻條之間的空隙似乎是這些分離渦流保持穩定性的關鍵。通過輻條運動的空氣和在種子周圍運動的空氣之間的壓力差產生了渦流環流。
Nakayama指出，以前的研究已經發現蒲公英種子的細毛總是在90根到110根之間。她說，這是一種「可怕的一致性」，這種一致性是非常重要的。
當該研究團隊嘗試設計小型矽制圓盤模仿這些輻條時，他們製作了一系列開口的模型——從固體圓盤到92%為空氣的圓盤，就像蒲公英種子上的結構。當研究人員在風洞中測試這些種子模型時，他們發現，只有最接近蒲公英種子的圓盤才能維持分離的渦流。
研究人員指出，如果圓盤上的開口數量比蒲公英種子少10%，則渦流就會不穩定。Nakayama說，這些種子看起來飛行效率很低，因為它們有這麼大的開放空間，但正是這些開口使得獨立的渦流環流能夠保持穩定。
英國哈特菲爾德市皇家獸醫學院比較生物力學家Richard Bomphrey說，很高興看到我們每天都能看到但卻沒有被完全理解的東西得到了充分的分析。他表示：「儘管人類已經能夠以9馬赫的速度飛行，但還存在著一些我們不知道的空氣動力學機制。這一發現真是令人興奮。」
蒲公英是菊科多年生草本植物。蒲公英為頭狀花序，種子上有白色冠毛結成的絨球，花開後隨風飄到新的地方孕育新生命。（趙熙熙）
相關論文信息：DOI:10.1038/s41586-018-0604-2
《中國科學報》 (2018-10-25 第2版 國際)