捕蠅草的「血盆大口」為何能在0.1秒內瞬間閉合？這個連達爾文都好奇的謎題，困擾了科學家一個多世紀。如今，新加坡國立大學（NUS）的團隊終於揭開了謎底。
百年謎題，終被破解
可憐的蒼蠅一旦落入捕蠅草的「掌心」，便幾無生還可能。當它觸碰到葉片上的感應毛，這對「大顎」便會閃電般合攏，將獵物牢牢困住，並在接下來幾天裡用分泌的酶將其消化。一個多世紀以來，主流科學假說認為，這種閉合由葉片內部水分的快速重新分布驅動。但這項發表在頂級期刊《科學》（Science）上的新研究，顛覆了這一經典理論。
這項研究由國大機械工程系助理教授柳正恩（Jeongeun Ryu）領銜。他和法國國家科學研究中心（CNRS）及艾克斯-馬賽大學的同事們發現，捕蠅草的閉合機制與水無關，而是一種精妙的物理力學現象。
關鍵在於，捕蠅草捕蟲夾外層細胞壁的快速軟化。這種軟化釋放了組織中預存的內部應力，導致捕蟲夾彎曲並迅速關閉，就像一個被觸發的彈簧。
我們直接測量了活體捕蠅草在反應時的力學過程，從而確定了驅動葉片跨越其不穩定閾值的內部『馬達』，並觸發了使其閉合的快速屈曲。 解密「秒速機關」
這個「秒速機關」究竟是如何運作的？研究團隊的資深作者、法國物理學家約埃爾·福泰爾（Yoël Forterre）博士解釋說，捕蠅草的捕蟲夾在被觸發前，就已經像彈簧一樣充滿了張力，蓄勢待發。當昆蟲在短時間內連續兩次觸碰內部的感應毛時，陷阱就被激活了。此時，它外層細胞壁的硬度會迅速降低三到四成，變得更加柔韌。
整個軟化過程在一秒內完成，但這足以釋放儲存的能量，讓捕蟲夾在短短0.1秒內「啪」地一聲合上。為了驗證這一新機制，位於馬賽的研究人員用上了高速攝像機、力學測量和建模等多種手段。他們還特意測量了植物組織內的水分輸送情況，最終確認，水分轉移並非閉合的主因。
一旦捕蟲夾關閉，昆蟲就被密封起來，等待它的是漫長的消化過程。捕蠅草會分泌消化酶，將獵物分解為富含營養的液體並吸收。消化完成後，捕蟲夾會重新打開，只留下昆蟲空空的外骨骼。這種食肉植物多生長在營養貧瘠的環境中，通過捕食昆蟲為自己「加餐」，是自然選擇的絕佳範例。
從捕蠅草到未來科技
這項發現的意義遠不止於解開一個植物學謎題。福特爾教授提到，進化常常不是從零開始創造，而是對現有機制的巧妙化用與改良。植物在生長中改變細胞壁力學特性本是已知現象，但捕蠅草似乎將這一機制推向了極致，把作用時間壓縮到了一秒之內，為我們揭示了一種全新的生物運動方式。
「據我們所知，這是首次在植物中觀察到細胞壁力學特性如此迅速的變化，」柳政恩教授說。這個可以追溯到達爾文時代的古老問題終於有了答案。更重要的是，它揭示了一種全新的生物運動方式：不靠泵送液體，也不靠肌肉收縮，而是通過主動調節自身材料的軟硬度來實現。
這一原理在未來大有可為。柳政恩教授展望道，它最終可能會啟發軟體機器人或智能材料的設計。想像一下，未來的機器人能像捕蠅草一樣，通過改變自身材料的軟硬程度來抓取或移動，這將為相關領域帶來革命性的變化，儘管這仍是一個相對長遠的前景。
這個原理最終可能會啟發軟體機器人或智能材料的設計，儘管這仍然是一個更長遠的前景。
📌 要點總結
✦ 國大教授團隊破解了捕蠅草的百年閉合之謎，研究成果登上頂級期刊《科學》。
✦ 捕蠅草的「閃電一夾」並非靠水分轉移，而是其外層細胞壁瞬間軟化，釋放出預存的機械應力所致。
✦ 這項發現揭示了一種全新的生物運動機制，有望啟發未來的軟體機器人和智能材料設計。
為國大的科研實力點贊！
