關於瓜秧盤捲方式的奧秘

2022-03-04 18:12:56 字數 1972 閱讀 1935

關於瓜秧觸鬚捲曲方式的觀察與思考

幾年前我偶爾看到一根南瓜須的奇特纏繞形狀原以為是一根特例,出於好奇我又仔細觀察同一株和不同株的南瓜、絲瓜和葫蘆才發現原來其纏繞形狀大體相同。為什麼要這樣纏繞呢?我百思不得其解,也越發激起對小小瓜須的興趣。

前天早上我再次駐足南瓜秧前順手掐下一段瓜須回到室內,突然我找到了初步答案,興奮之餘我下決心做進一步觀察。越觀察越覺得其奧妙無窮,原來看似普通的瓜秧觸鬚竟然蘊藏極大的奧秘,它似乎存在一種難以捉摸的神奇智慧型。我將幾次的觀察和思考的初步結果歸納如下(當然可能是錯誤的!

)歡迎有興趣的朋友們進行交流和分享。

應該說明,我所觀察和思考的這些問題可能在百年前我們的前人早已有過專著。這裡只是自己獨立觀察和思考的結果。

1)在南瓜的主蔓上生長有一段段枝節,每個節處生長出瓜葉、花果以及瓜須。瓜須的根部,暫稱為鬚根,生長一段之後開始分蘖出三根或者四根支須,今天又發現乙個生長了五根支須的個體。幾個支須的長度不相等,最長的主須則是順著根鬚生長猶如根鬚的延長段,在根鬚的分蘖處分蘖出幾根支須,其長度乙個比乙個短似乎有固定的比例。

此長度的比例在絲瓜與南瓜上是不同的。支須位於主須的兩側,它們與主須的夾角大約為60°。南瓜主須伸展長度不超過300mm。

2)主須與支須數和長度比絲瓜的主須與支須個數為1+3,其3根支須的長度相等,主須-支須長度比為2:1,各自之間夾角近似60°;南瓜須主須與支須個數為1+2, 主須與支須長度比約為3:2:

1,各分須之間須夾角近似60°;葫蘆須主須與支須個數為1+1, 主須與支須長度比為2:1,各須分之間夾角近似60°

3)須的截面瓜須截面積並非圓形,其大致如圖

這種截面可能比圓形截面更有利於捲曲。我們在機械結構設計中是否可以向瓜須學習內?

4) 螺旋彈簧瓜須的作用是以「螺旋彈簧」方式將瓜秧「固定」在附近的附著體上。每段「螺旋彈簧」圈數為:絲瓜12圈,南瓜8圈。

從上面向下看,觸鬚開始是順時針纏繞,經過一段過渡段之後開始反時針纏繞。南瓜須「螺旋彈簧」直徑大約4mm。在同一根觸鬚上順時針段和反時針段纏繞的圈數總是相等的。

而且順時針段和反時針段是成對出現的。例如不可能出現兩段順時針和一段反時針的組合體。

5)尋找和發現附著體瓜須是如何敏感被纏繞物體的存在?又如何感知其位置、方向、形狀和大小呢?我的初步觀察是,瓜須的表面長滿了針毛,我猜測這些針毛的作用之一應該是作為瓜須的觸覺器官(由於沒有顯微鏡因此針毛大小、方向以及分布方式的奧秘無法討論)。

須尖伸出時並非筆直向前而是順時針彎曲的,垂直地面下看,所有的瓜須前端似乎全部為順時針捲曲在附著體上。當瓜須在「平面上」,例如大葉子表面上伸展時,瓜須似乎可以感知那是平面而不進行卷鬚,一旦遇到葉子邊沿,瓜須才開始進行卷鬚並使用兩側夾持的辦法將葉子邊沿夾緊。對於較小的葉片則是進行合圍夾持,如**所示。

問題是:瓜須是如何判斷葉子邊沿的?如何判斷纏繞附著體的直徑?是否仍然依靠瓜須上的針毛觸覺器官?須尖前端在無處可勾時最後還是以打卷無可奈何地結束!。

據我觀察,可選擇作為纏繞附著體的直徑均小於10mm,那麼是否在大於10mm時因瓜須前端不足以將其纏繞則當做平面處理,此時瓜須前端進行伸長。在長時間未能遇到可附著體或者未能發現平面邊沿則瓜須前端自行纏繞。

另乙個問題是:須尖如何判斷所遇物體的形狀和大小? 須尖在左右同時接觸到可纏物時如何處理?此時目標可能在風吹下左右不斷搖擺時又如何選擇呢?

6)關於雙向彈簧

我反覆思考的是:須尖是先勾住附著體還是先打卷?我認為,其過程應該是,須尖首先勾住附著體然後再「製作彈簧」,那麼這個彈簧又該如何製作呢?

聰明的瓜須選擇的方法如同下述例子:一根長1m,直徑3mm的鋼絲其兩端先被固定在一根直徑為20mm的木棍的兩端,兩個固定點相距0.1m,此時如何將鋼絲卷成乙個彈簧?

顯然,由於鋼絲其兩端已經被固定因此不可能通過不斷纏繞一端來製作這個彈簧了。唯一的方法是,取鋼絲的中心為著力點(過渡段)在木棍上纏繞即形成雙向纏繞的彈簧,如果左邊是順時針纏繞的彈簧而右邊必定是反時針的。因此可以斷定,瓜須「螺旋彈簧」也是這樣形成過程,而不應該是先順時針卷然後反時針卷。

如果利用攝影機進行拍攝而以低速回放則可進行驗證。

啊,生物的奧秘是永遠無法徹底揭開的迷!

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