大家是否留意过这样一个有趣的现象：雨后的松果散落在地，鳞片常常会紧紧闭合，仿佛在守护着什么珍贵的东西;而在晴朗干燥的日子里，它们却会舒展地张开鳞片，从容地迎接阳光与风，展现出截然不同的姿态。令人好奇的是，这些已经掉落、失去生命的松果，为何仍能敏锐地感应天气变化，遇水闭合、遇干张开?

　　这就要从松果的特点说起了，松果是保护种子的结构，是松树的繁殖器官。松果表面由许多鳞片构成，能为种子提供保护和营养物质。当松果成熟后，干燥且温暖的环境更加有利于种子的传播与生长，相反，湿度过大、温度过低的环境不利于种子的传播与生长。

　　那如何提高种子的存活率呢?最简单的方法就是通过湿度、温度控制松果鳞片的开闭。更神奇的是，不论松果是否生长在树上都能够根据天气情况“自动开闭”。

　　科学家们对这一现象进行了实验研究，通过更改环境湿度测量鳞片的形变程度，可以看出随着相对湿度的提高，夹角增大导致松果鳞片逐渐闭合。

　　通过进一步研究发现,这归功于松果鳞片两侧的细胞具有不同的吸水能力。靠外侧(鳞片打开时朝下)的更容易吸水，他们由松散堆积的可拉伸的细胞组成，吸水后就会膨胀(类似于干纸巾吸水后会变软)。而靠内侧的(鳞片打开时朝上)不容易吸水，他们是由紧密排列的坚硬纤维组成。由于吸水后不同的形变特性，就导致外侧膨胀程度较内侧多，鳞片向内弯曲，逐渐闭合。同理，在干燥环境中，由于鳞片外侧更容易蒸发水分，更易收缩，带着鳞片内侧向外拉伸，鳞片逐渐张开。

　　通过扫描电镜进行观察，扫描电子显微镜下的鳞片外侧与内侧的图像，细胞的长轴与纤维素纤维的缠绕方向之间的角度在内侧细胞中较大，而在外侧中较小，表现出不同排列特性。正是这些微观结构影响了鳞片在不同湿度条件下的形变特征，使得松果能够自动“开闭”。

　　松果由于不同湿度发生的外观变化，叫做水分驱动的机械运动，是一种纯粹的物理过程。这种由不同材料或结构在湿度变化下产生差异膨胀或收缩而导致弯曲的原理，在自然界和工程学上被称为“双层材料系统”。

　　科学家受到启发，设计出了仿生防水材料，使用这种材料做成的屋檐，在雨天可以避雨，天晴以后，砖会渐渐卷起，为室内增加自然光;仿松塔的超慢运动驱动器，仅通过调节结构就可以实现各种精细的形状转变调控，这种具有极慢动作的驱动装置有可能为伪装和侦察设备的构建提供新的思路。

　　所以，即使松果已经从树上脱落“死亡”，它的鳞片开闭也只是一个依赖材质本身的、纯粹的物理吸水放水过程，并不需要任何生命活动的参与。

　　(力 学)

　　大家是否留意过这样一个有趣的现象：雨后的松果散落在地，鳞片常常会紧紧闭合，仿佛在守护着什么珍贵的东西;而在晴朗干燥的日子里，它们却会舒展地张开鳞片，从容地迎接阳光与风，展现出截然不同的姿态。令人好奇的是，这些已经掉落、失去生命的松果，为何仍能敏锐地感应天气变化，遇水闭合、遇干张开?

　　这就要从松果的特点说起了，松果是保护种子的结构，是松树的繁殖器官。松果表面由许多鳞片构成，能为种子提供保护和营养物质。当松果成熟后，干燥且温暖的环境更加有利于种子的传播与生长，相反，湿度过大、温度过低的环境不利于种子的传播与生长。

　　那如何提高种子的存活率呢?最简单的方法就是通过湿度、温度控制松果鳞片的开闭。更神奇的是，不论松果是否生长在树上都能够根据天气情况“自动开闭”。

　　科学家们对这一现象进行了实验研究，通过更改环境湿度测量鳞片的形变程度，可以看出随着相对湿度的提高，夹角增大导致松果鳞片逐渐闭合。

　　通过进一步研究发现,这归功于松果鳞片两侧的细胞具有不同的吸水能力。靠外侧(鳞片打开时朝下)的更容易吸水，他们由松散堆积的可拉伸的细胞组成，吸水后就会膨胀(类似于干纸巾吸水后会变软)。而靠内侧的(鳞片打开时朝上)不容易吸水，他们是由紧密排列的坚硬纤维组成。由于吸水后不同的形变特性，就导致外侧膨胀程度较内侧多，鳞片向内弯曲，逐渐闭合。同理，在干燥环境中，由于鳞片外侧更容易蒸发水分，更易收缩，带着鳞片内侧向外拉伸，鳞片逐渐张开。

　　通过扫描电镜进行观察，扫描电子显微镜下的鳞片外侧与内侧的图像，细胞的长轴与纤维素纤维的缠绕方向之间的角度在内侧细胞中较大，而在外侧中较小，表现出不同排列特性。正是这些微观结构影响了鳞片在不同湿度条件下的形变特征，使得松果能够自动“开闭”。

　　松果由于不同湿度发生的外观变化，叫做水分驱动的机械运动，是一种纯粹的物理过程。这种由不同材料或结构在湿度变化下产生差异膨胀或收缩而导致弯曲的原理，在自然界和工程学上被称为“双层材料系统”。

　　科学家受到启发，设计出了仿生防水材料，使用这种材料做成的屋檐，在雨天可以避雨，天晴以后，砖会渐渐卷起，为室内增加自然光;仿松塔的超慢运动驱动器，仅通过调节结构就可以实现各种精细的形状转变调控，这种具有极慢动作的驱动装置有可能为伪装和侦察设备的构建提供新的思路。

　　所以，即使松果已经从树上脱落“死亡”，它的鳞片开闭也只是一个依赖材质本身的、纯粹的物理吸水放水过程，并不需要任何生命活动的参与。

　　(力 学)