百合卷曲的花瓣之谜(组图)

yangqiji · 发表于 2011-6-11 08:34

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百合卷曲的花瓣之谜

数千年来，美丽的百合花为无数诗人和艺术家带来灵感，但花苞里精巧卷曲的花瓣究竟是如何绽放的，人们对此知之甚少。然而，2011年3月21日出版的《美国国家科学院院刊》上刊登的一篇文章，向人们展示了百合花绽放的真相。

传统观点认为，百合开花的推动力有两点，一是百合花瓣的中脉向外弯曲，二是花瓣内面生长快于外面所产生的弯曲，但这一观点无法解释为什么百合花瓣边缘在开放的过程中会逐渐呈现波浪形褶皱。中国科大梁海弋教授与美国哈佛大学马哈德文教授合作，把观测、实验和数学建模结合起来，研究了亚洲香水百合开花的物理过程。他们沿着香水百合花苞花瓣的边缘和中脉标记上等距点，并用延时摄影测量绽放过程中花苞尺寸和形状上的细微变化。

实验发现，百合花瓣边缘比中脉的生长速率快40%以上。由此，科学家们认为，花瓣生长速度上的差异，使边缘受到很大的膨胀力而中间区域受到拉力；花瓣在这种不均匀生长导致的内力作用下逐步向外弯曲，在花瓣边缘上逐步产生褶皱，最终完全绽放。

对百合的相关研究结果推翻了中脉促进开花这一传统认识，却为“花叶同源”的理论提供了证明。“花叶同源”理论，即叶子和花是由共同的祖先演化而来，是由德国文学大师、博物学家歌德1790年在《植物的改变》一文中提出的。之前有研究表明，边缘过度生长导致了树叶呈现多种形貌。树叶和百合花同样的边缘过度生长机制首次在植物器官层次上证实了歌德的这个预言。另外，这一发现为仿生学提供了一个新的设计原理，例如有可能模仿这种边缘生长设计出薄膜马达或螺线管。

段艳芳/编译

(自然与科技)