爬山虎的脚长什么样,爬山虎的脚长什么样子啊( 二 )

而在攀援植物大家族中，植物们又有各种不同的攀援方式，有的通过枝条弯曲上升进行缠绕；有的把自己的花、叶、茎变态为卷须；还有植物进化出吸盘、不定根或刺来固定自己，达到附着向上的目的；还有一些更聪明的植物，同时具备以上多种功能，就为了让自己实现“飞檐走壁”的梦想。
爬山虎的卷须就由茎变态而来，当遇到可以攀爬的平面时，卷须顶端和尖端会发育成吸盘，通过吸盘的吸附来向上攀援，寻找生长空间。
卷须和吸盘就像是爬山虎的“手”和“脚” 。手脚并用，无论是岩石、墙壁或是树木，爬山虎均能牢牢吸附，不在话下。
爬山虎的卷须与吸盘（图片来源：作者拍摄）
在植物学领域，观察爬山虎最早的还要数进化论先驱达尔文。
在观察弗吉尼亚山葡萄（也就是爬山虎）卷须运动的过程中，他发现，有的植物卷须缠住枝条或支棒后会自己撤回，而当碰到木材或墙壁的平面时，才把所有的须枝向它弯曲，稀疏地铺开，使它们的钩状顶端的侧面与它接触。
大约两天左右，卷须顶部会膨胀形成了一种可以牢固粘附的“小垫子”，这就是我们所说的“吸盘”了。
没有贴附于任何物体的卷须，会在一两个星期后枯萎脱落。达尔文提出，爬山虎的吸盘是不会主动发育的，除非受到一定的外在刺激，例如暂时性地与一些物体进行接触。
图片来源：《攀援植物的运动和习性》作者达尔文
280万倍！吸附力超强的爬山虎吸盘！
日常生活中，我们常常会用到吸盘，如吸在墙上的衣挂或吸在卫生间的置物盘等。这些真空吸盘利用空气压力进行吸附，一般可以承受几公斤之内的重物。
但是跟爬山虎相比，真空吸盘的吸附力就有些“小巫见大巫”了。达尔文发现，一株具有10年以上树龄的成熟爬山虎小枝仅留有一个吸盘与基底接触，在小枝上悬挂两磅重物（重力约为8.9牛顿）的条件下，吸盘仍然能够牢牢地粘附在基底表面而不脱落。
科学家们对爬山虎的吸盘吸附力做了详细地测量。一个成熟吸盘的平均质量约为 0.0005克，与基底的粘附接触面积平均值也只有1.22平方毫米，而粘附力却达13.7牛顿。
通过核算得出：单个吸盘能够支撑起自身260倍的重量，包括由茎、叶、分枝和卷须共同产生的重量；而吸盘能够承载的最大拉力是自身重量的280万倍。这是一个非常惊人的数据。
大家都知道，壁虎的吸附力已经很厉害了，能够攀爬甚至倒挂在各种墙面上，然而成熟吸盘能够承受的吸附力是壁虎脚的112倍。
此外，根据吸盘的接触面积和吸附力粗略估计，由模仿吸盘设计出的“仿生手掌”的一根手指尖，就能通过吸附支撑起一个114公斤的人。
由吸盘材料仿生而成的手掌的一个手指尖吸附在基底，就能支撑114公斤的人（图片来源：参考文献1）
一个吸盘已经非常强大了，然而爬山虎的粘附系统同时拥有多个吸盘，再加上卷须的螺旋状结构作为“外挂”，让爬山虎能够在墙面上不惧重力，垂直攀援，经受得住狂风的吹刮与暴雨的冲刷。
吸盘是怎么长出来的？怎么粘上的？
科学家们提出，由卷须尖端发育成完全成熟的吸盘是一个复杂的过程，它要依赖吸盘形貌和结构的转变。
他们发现，爬山虎卷须上的搜寻枝具有很强的基底识别能力，可以感知出基底表面是否能让它们牢固粘附。未成熟的吸盘在接触刺激后，产生了一系列复杂的细胞分裂和扩大过程，同时表皮和表皮下的细胞会积聚一种粘性物质，并通过细胞壁从表皮细胞中分泌出来。
这种粘液会让表皮破裂，分泌出的粘液使吸盘对支持物产生粘性，最终令吸盘和基底粘结在一起。
在完全粘附完毕的吸盘中，流动的粘液像是“双面胶”似的，占据了表皮细胞内部区域的所有空隙，也占据了表皮细胞与基底之间的空隙。
爬山虎卷须上的搜寻枝（图片来源：参考文献5）
通过显微观察，爬山虎的吸盘被明显地分为中心区域和外围区域这两个部分。
外围区域就是吸盘分泌粘液和表皮细胞伸长的主要部位。基底表面上不平整的凹陷，要么被流动的粘液占据了位置，要么被表皮细胞填充，使吸盘和基底之间形成了完美的咬合，从而保持超强的粘附作用。
在扫描电子显微镜实验中，还发现了一些新型奇特的吸盘微观结构。这些海绵状多孔结构有利于粘液的流动和传送，并能显著增强吸盘和基底之间的粘附作用。
图片来源：参考文献1