最近热映的影片《奥本海默》讲述了一名物理学家的传奇人生，片中进行的核试验便是一连串复杂的物理过程。而在大自然中不少植物的构造也巧妙利用了物理结构，让我们不得不感叹大自然的鬼斧神工。

王莲

王莲具有世界上水生植物中最大的叶片，叶片圆形、硕大，犹如一只只浮在水面上的翠绿色大玉盘，王莲的单个叶片直径最大可达 3 米，单株王莲生长所占的水域面积可达 10 平方米以上。我们在游览辰山植物园时，看到有小朋友可以平稳地坐在王莲上打卡拍照，不禁有人会问，究竟是什么原理呢？

王莲能承重的秘密，正是由于王莲独特的叶脉结构，赋予了其巨大的承载力。

01

王莲莲叶背面具有大量突起的网格状叶脉，网格状的叶脉能分散承载力，即使少许叶脉网格发生破损，也对叶片整体承载力影响不大。

02

王莲的叶脉粗壮，而且内部为海绵状组织结构，厚大的叶脉内部是中空的，充满着空气，这样既能减少自身的重量，又能增加浮力。

总的来说，王莲能承重，首先是其叶片足够大且具有直立的叶缘，载重时，立叶缘可以阻挡水进入叶片，保证叶片排水产生浮力；其次叶脉结构独特，叶脉肥厚粗壮、中空，增加浮力的同时，又在叶片背面起着支撑作用，而且叶背面长满了密刺，既防止了鱼类的取食，又保证了叶片和叶脉的完整。

鼠尾草

鼠尾草是唇形科、鼠尾草属一年至多年生草本植物。它的花和花序都有点像老鼠尾巴，因而俗称“鼠尾草”，花序连同茎杆的高度都在30厘米直到近1米，开着蓝色、紫色、红色、黄色等各种颜色的花，大家常见的一串红也是鼠尾草大家族的一个成员。

鼠尾草常常被成片种植成花海和花境，凸显了它的别致而梦幻的颜色和气质，远远望去，淡紫色鼠尾草花海像极了成片的薰衣草，而它又比薰衣草更容易适应各种环境，因而更为常见，因此被很多人误认为是薰衣草。

当饥肠辘辘的蜜蜂等传粉昆虫想要进入花朵里去吃里面的花蜜时，它们就会触碰到花中的“机关”，雄蕊的上臂连同花粉会向下翻转，将花粉洒在昆虫毛茸茸的背上，当蜜蜂吃完离开去另外一朵花时，就将花粉带走，给了另一朵花传递了花粉，这就是杠杆状雄蕊经典的背部传粉机制，这种机制与花朵的结构完美匹配，促进了鼠尾草在植物世界的成功繁衍和繁盛不衰。

爬山虎

“爬山虎的脚长在茎上。茎上长叶柄地方，反面伸出枝状的六七根细丝，每根细丝像蜗牛的触角。细丝跟新叶子一样，也是嫩红的。”这是叶圣陶先生笔下的爬山虎的“脚”。

爬山虎，也叫爬墙虎、飞天蜈蚣。它为葡萄科爬山虎属，是一种落叶多年生木质大藤本植物，具有异常顽强的生命力。在石山、路边石坎儿、楼房外墙和高架路的水泥礅等各种地方都可以见到，其高度从几米到20多米。一年四季，它能够经受得住狂风暴雨的吹刷，紧紧地依附在各种各样的表面。

这是为什么呢？有科学家借助电子显微镜对爬山虎成熟的干吸盘进行了全面而细致的观察。他在显微镜下发现许多平均直径约为5微米的微管和尺寸为5～15微米、类似海绵体的微孔。这些极小的孔洞连接城市间的高速公路网，将爬山虎的吸盘紧密结合在一起。这些海绵状微孔、微管，从结构力学的观点来看，能够强化吸盘和衬底间的黏附强度。

同时，爬山虎吸盘分泌的大部分生长素都是弱酸性物质，使吸盘与衬底的接触面发生一种缓慢的化学反应，它能显著增强吸盘与基底之间的黏附力。这种界面化学反应导致吸盘在衬底表面锚合。

此外，随着吸盘的生长和发育，卷须尖端受到持续的接触刺激，分泌物也源源不断地产生，这样就有部分空气被包在吸盘里。在生长和发育过程中，光合作用会消耗掉包在吸盘中的氮气，某些分泌物还会发生氧化反应消耗掉包在吸盘里的氧气。这样就几乎消耗掉包在吸盘里的所有气体，导致吸盘内形成负压从而加强吸盘与衬底之间的黏附强度。

善于观察的你

一定还发现了其他

灵活运用了“物理结构”的植物们

快来评论区告诉我们吧

素材来源：@生态浦东

专业支持：上海植物园

照片来源于网络

上观号作者：绿色上海