噴瓜如何把種子噴出10米開外？

【科普園地】

◎本報記者 張夢然

一棵植物能依靠自己的力量把種子最多能拋出多遠？30釐米還是40釐米？

大出所料的是，一種名為噴瓜的植物，能以每秒20米的速度，把它的種子噴出10米開外。

幾個世紀以來，噴瓜以其神秘的種子噴射能力吸引了無數科學家的目光。這種奇特的植物在成熟時，會以驚人的速度和力量將種子噴射出去，彷彿微型火箭發射一般。但直到最近，英國牛津大學和曼徹斯特大學的科學家才揭開了噴瓜種子傳播的奧秘。

原來，噴瓜的秘密在於它的高壓系統。在種子傳播前的幾周內，果實內部會積累大量的粘液，使得內部壓力逐漸升高。這種高壓環境為噴射種子提供了強大動力。與此同時，部分液體會被轉移到莖部，使莖變得更強壯。這不僅有助於果實調整到一個理想的發射角度（大約45°），還能確保在噴射種子時有足夠的支撐力。

當一切準備就緒，噴射的瞬間就到來了。在最初的幾百微秒內，莖尖會迅速反衝，導致果實向相反方向旋轉。這種快速反衝增加了種子的初速度。由於果實內部壓力的逐漸下降和果實的不斷旋轉，每個種子的出口速度和發射角度都會有所不同。最初的種子會飛得最遠，而後續的種子則會逐漸落在更近的地方。這種可變的發射模式確保了種子在母株周圍廣泛而均勻地分佈，覆蓋2至10米的範圍。

科學家通過數學模型，模擬了不同參數的變化，發現噴瓜的種子噴射機制經過了精細的優化。如果莖部過粗或過硬，種子會幾乎水平發射，分佈範圍狹窄；如果果實內部壓力過高，種子會垂直噴射，也無法遠離母株。正是這種微妙的平衡，確保了噴瓜種子的最佳散佈效果，從而提高了植物的繁殖成功率。

這項有趣的研究，不僅解開了噴瓜種子傳播的謎團，還為仿生工程和材料科學提供了新的靈感。例如，可以借鑑噴瓜的高壓噴射機制，設計出高效的藥物輸送系統，如噴射納米顆粒的微膠囊，實現快速、定向的藥物釋放。

噴瓜的故事也告訴我們，自然界中充滿了令人驚歎的智慧，人們不僅能揭開這些自然之謎，還能從中獲得啓發，推動技術進步。