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How the Venus Flytrap's Leaves Snap Shut Instantly

捕蝇草叶瓣“一触即合”是如何做到的

Issuer
《科学》网站"/>
Date
2026-06-18
Instrument
other
Cited by
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This article reports on a scientific study published in Science that reveals the mechanism behind the Venus flytrap's rapid leaf closure, attributing it to the instantaneous softening of outer cell walls rather than water pressure, with implications for soft robotics and flexible materials.
Full text · 原文 1,609 字
科技日报记者 张佳欣<br> 提到捕蝇草,很多人脑海中都会浮现这样一个画面:两片带“牙齿”的绿色叶瓣猛然闭合,把猎物牢牢困住。它能捕捉昆虫,甚至还能分辨猎物和落叶。然而,它标志性的捕蝇夹是如何闭合的?长期以来一直是个谜。<br> 就连进化论的奠基人查尔斯·达尔文,也曾对这种奇特的食肉植物困惑不已。他曾这样描述捕蝇草:“一种植物,在受到适当刺激时,会分泌一种含有酸和酶的液体,与动物的消化液非常接近。”达尔文显然被这种植物“像动物一样捕食”的能力深深吸引,但他终究没能解开其中的奥秘。<br> 捕蝇草没有肌肉,却能在零点几秒内关闭叶瓣,把昆虫关进“绿色牢笼”。以往科学界有两种假说试图解释这一现象:一种认为是水迅速注入外部细胞,使其膨胀,就像用力把门推上;另一种则认为,细胞壁平时像压紧的弹簧,一旦松弛,储存的弹性能量瞬间释放,带动叶瓣合拢。这两种假说争论多年,却一直没有定论。<br> 就在近日,法国艾克斯马赛大学科学家团队在《科学》杂志上发表了一项研究,终于揭开了这个谜底。原来,捕蝇草的“爆发式闭合”,靠的不是水压,而是外细胞壁的“瞬时软化”。<br> 为了弄清楚真相,科学家对捕蝇草的闭合过程进行了精细观测。他们重点追踪了两个关键变量,即水在细胞间的流动速度和细胞壁的硬度变化。结果首先排除了“水推动闭合”的可能性。检测显示,水分在组织和细胞之间的移动需要30—60秒,而捕蝇草完成闭合只需不到1秒,根本不可能成为驱动力。<br> 排除了水流动假说后,科学家把目光转向了另一种可能。他们注意到,捕蝇草叶瓣在被触发后,表面会变得更不平整、更皱巴巴。这种变化只有在细胞壁硬度下降时才会发生。<br> 为了验证这一点,科学家使用了极其精密的微型探针,直接检测叶瓣外表皮细胞内部的机械力变化。结果发现,在触毛被触发后的短短一秒钟内,外表皮细胞壁的硬度显著下降。这就像一根原本被压紧的弹簧突然被松开,储存其中的弹性势能在瞬间释放出来,强大的力量驱动叶瓣迅速合拢。<br> 科学家指出,这是目前已知植物中细胞壁力学性能变化最快的。捕蝇草的这套软化释放弹性势能的机制,在植物界非常罕见。大多数食虫植物,比如茅膏菜或猪笼草,采用的都是更缓慢、更多依赖水分迁移的捕捉方式。<br> 捕蝇草并不是世界上最大的植物,也不是唯一会吃虫的植物,但它用叶瓣表演的这一招“捕虫闪击”,展现了植物演化中极为精巧的力学智慧。理解这一过程,不仅加深了人们对植物快速运动原理的认识,也为软体机器人与柔性材料设计提供了新的启发。至于这种“瞬时软化”背后更深层的分子机制,仍有待科学家进一步探索。5337382026-06-18 01:35:00:0张佳欣捕蝇草叶瓣“一触即合”是如何做到的1324滚动滚动<br> https://www.stdaily.com/web/gdxw/pic/2026-06/17/533738_t1_17X212X346X397_cee0ab92-4936-4f79-a17c-0da00f1086b8.jpg<br> https://www.stdaily.com/web/gdxw/pic/2026-06/17/533738_t1_17X212X346X397_cee0ab92-4936-4f79-a17c-0da00f1086b8.jpg<br> https://www.stdaily.com/web/gdxw/pic/2026-06/17/533738_cee0ab92-4936-4f79-a17c-0da00f1086b8.jpg<br> https://www.stdaily.com/web/gdxw/pic/2026-06/17/533738_cee0ab92-4936-4f79-a17c-0da00f1086b8.jpghttps://www.stdaily.com/web/gdxw/2026-06/17/content_533738.htmlnull科技日报101/enpproperty-->