我之前以为翅果靠着自己伸展出的翅膀,乘风飘去远方,就像飘落的纸片或者树叶,又或是滑翔的飞鼠。可是五小叶槭比我想象得更聪明。翅膀可以延长种子落下的过程,让种子容易被风吹到远处,自旋则是双保险,进一步延缓种子落地的时间。当翅果自旋的时候,会产生一股涡流,给自己一个上升力,抵抗重力。这种自转产生的上升力是竹蜻蜓能飞起来的原因,也是旋翼飞机(如无人机)飞翔的原理。

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▲槭属翅果飘落过程中的自旋

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▲无人机的飞行原理

竹蜻蜓是靠一双手搓一下竹竿才能自转起来,五小叶槭的翅果为什么能自己转起来呢?五小叶槭的单翼翅果和竹蜻蜓之间的区别就在于两者的重心位置不同:前者的重心是不稳定,这种初始的不稳定感给翅果带来了一种旋转的倾向,而后者重心是稳定的,所以不会自己转起来,巧的是旋翼飞机的前进、后退、左右移动也是靠制造出不稳定的重心来实现的,翅果在下降过程中产生稳定的翅膀前缘涡流,从而获得较高的升力。早在晚二叠世早期至中二叠世(约270Ma)的针叶树有翼种子化石中就发现了自旋的翅果,包括不同翅膀状态的化石,从单翼到双翼都有,科学家利用模型模拟了各种状态的翅果——单翼翅果比双翼翅果下降速度慢,而且种子重量越大,单翼翅果相对于双翼翅果而言,自转减缓下降的优势越明显。看来翅果的自旋行为是进化出来的,五小叶槭选择单翼翅果而非双翼翅果是具有进化意义的。