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美得通透的山荷叶

2020-07-02 08:52 栽培技术

  据说在日本本州岛北部至北海道的深山地区,住着这样淋雨后花朵会透明化的植物,数量稀少,需要特别好的运气才能看到它冰清玉洁的透明瞬间,它的名字叫山荷叶。

  事实上,山荷叶并不是日本的特产,我国中西部如湖南、云南、四川等地以及美国东海岸地区都有山荷叶的身影。

  山荷叶花期在春末夏初,开花本是白色。白色的花万万种,为什么山荷叶一遇水就脱胎换骨了呢?

  大家可以先稍稍回忆一下,你见过的花瓣上一个个晶莹剔透的水珠,吸附在花瓣上,稍微的抖动并不会滑落。由于花瓣是不易被水浸润的,因此花瓣上的水珠因为表面张力收缩成一个球形,这就是所谓的“Petal effect(花瓣效应)”。其实,花瓣表面并非我们肉眼看上去那么光滑。花瓣表皮细胞会形成众多突起,且细胞表面覆盖有蜡质成分,以此形成一个疏水界面,防止水填充进这些含气的空间,因为自然界中的水是病原入侵植物的主要途径之一。

  值得注意的是,这种“花瓣效应”虽然和荷叶表面滚动水珠的所谓“lotuseffect(荷叶效应)”形成的原理相似,但效果是不同的:花瓣效应中,水珠和花瓣的接触位置有一定黏附性,因此水珠不会随意滚动,而荷叶效应中,这种黏附性也很低,因此水滴很容易滑落。荷叶就是依靠这种效应来让雨水冲走灰尘,做到“出淤泥而不染”的。

  但是在一些情况下,水是可以突破植物的这层“疏水屏障”的:例如由于物种差异,花瓣本身蜡质层较薄;或花瓣衰老、表皮细胞间隙增加;或被水长时间浸泡等。在这些情况下,水就会侵入花瓣内的细胞间隙和空泡中。由于叶片内部细胞表面没有蜡质层覆盖,且植物细胞壁的纤维素、半纤维素、果胶等成分是亲水性的,因此水分会很快填充和浸润整个花瓣内部空间,从而消除了原本广泛存在的空气-液体界面,进而失去了造成广泛漫反射的条件。由于细胞液的折射率和水相近,因此光线透射的部分增加,花瓣就显的透明了。这和我们挤压一下白色花瓣也能让其变透明一样:挤压破坏含气空间,并且细胞破碎释放的细胞液也填充进了这些含气空间,同样消除了全反射界面。

  因此在雨后,山荷叶的花瓣被打湿后会变得透明,而被淋湿的花瓣,则会在风干后,变回原本的乳白色。

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