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牢牢附著的根:常春藤

常春藤的根用多種策略來攀附在幾乎任何表面上!

許多植物都有攀爬的能力,諸如:繩狀藤 (Cheese plant)、常春藤(English ivy)、金銀花(Honeysuckle)、火焰百合(Glory lily)等。它們各以不同的方式攀附在圍牆、岩石或其他植物上,各有各的絕活,好不厲害!

科學家研究了常春藤的攀附特性,發現它可以牢牢攀附在其他樹木、岩石、牆壁等各種基材上。你假使想將它從基材上用力拔下,往往還會造成基材的損壞呢。由此可見,其附著的牢固程度呀。

常春藤的攀附機制尚未被徹底瞭解,因為它包含了許多複雜而不同的策略機制,但大致應可分為下列四個重要階段:

  1. 常春藤一開始與基材接觸時,會沿著基材外形進行纏繞攀爬。
  2. 接下來改變根的外形與排列,使它與基材表面密合貼附,並增加接觸的面積。
  3. 之後長出根毛,深入基材的小孔穴內,並分泌黏膠固定。
  4. 最後等到黏膠乾了,根毛就會捲縮成螺旋狀,並在末端形成倒鉤的效果,使根可以牢牢固定在基材上。

以上四個階段包含了纏繞、增加接觸面積、分泌黏膠、根毛的生長與捲縮、倒鉤等多種不同的機制。這在常春藤的攀附過程中扮演了相當重要的角色,足以使它以最具效率的方式克服許多難以攀附的表面結構。而這樣的研究有助於我們開發新的或更好的附著策略,進而應用在固定物件、膠帶、攀爬工具等方面。

常春藤

牢牢附著在樹幹上的常春藤

 

編稿:成功大學 材料所 施政伯 | 李旺龍 教授指導
原文出處:Roots attach firmly: English ivy
研究文獻:Melzer B; Steinbrecher T; Seidel R; Kraft O; Schwaiger R; Speck T. 2010. The attachment strategy of English ivy: a complex mechanism acting on several hierarchical levels. J R Soc Interface.

轉載自週日閱讀科學大師

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