爬山虎為什么會“爬山”？

在建筑物的外墻上，我們常能夠看到一種俗稱為“爬山虎”的藤本植物。它緊貼著垂直的墻壁，攀援而上十余米，哪怕經受狂風的洗禮和暴雨的沖刷，也能夠持久生長。爬山虎為什么會“爬山”？又是什么原因使它能牢牢攀住墻壁呢？要解開這個問題，我們需要先了解一下這類植物。

爬山虎，又叫爬墻虎、捆石龍、地錦，它是對鼠李目、葡萄科、地錦屬十幾種植物的統稱。僅僅在中國，就可以找到包括三葉地錦、五葉地錦、長柄地錦、毛脈地錦在內的近十種不同的爬山虎。如果你仔細觀察就會發現，爬山虎藤蔓卷須的尖端伸出的許多小小的“吸盤”。爬山虎正是利用這些小吸盤將自己長時間地黏附在各種材質的墻面上。

科學家利用電子顯微鏡對爬山虎的吸盤進行了觀察。他們發現，在一個直徑只有兩三毫米的圓形吸盤上，竟然有一個錯綜復雜的“立體交通網”。在這里，不僅有數不清的類似海綿體的微小孔洞，還有數量眾多且四通八達的微型管道。吸盤細胞的海綿狀結構強化了吸盤和吸附物之間的黏附強度。而微孔和微管則分別承擔著植物激素的分泌積聚、分流運輸等工作。科學家們認為，爬山虎吸盤的吸附原理除了傳統的靜電力¹、毛細力²、范德華力³之外，還與植物激素的分泌有著很大關系。

爬山虎吸盤所分泌的大部分生長素都是弱酸性物質，這使得吸盤與吸附物的表面始終進行著一種緩慢的化學反應。這種化學反應能夠令吸盤與吸附物的表面漸漸錨合，顯著增強吸盤的吸附能力。此外，在吸盤與吸附物錨合的過程中，會有部分空氣被包裹在二者之間。隨著光合作用和其他化學反應的進行，其間的空氣最終會被消耗干凈。就像我們見過的真空包裝一樣，空氣被從包裝中吸走，塑料包裝就向內凹陷，即形成負壓，緊緊貼在了一起。當吸盤和吸附物之間的空氣被消耗掉，它們二者也會緊緊黏貼在一起。

據科學家們測量，單個成熟的爬山虎的干吸盤，其平均質量約為0.0005克，與吸附物的接觸面積只有1.22平方毫米，但它能夠承載的最大拉力居然是其自身重量的280萬倍。也就是說，如果我們的手有這種吸附力，只要用一根手指的指尖與墻壁接觸，便可以承受一個成年男子的體重。如果將一只手的手掌完全按在墻面上，就大約能夠承受一頭中等抹香鯨的重量。

如今，科學家們還在針對爬山虎的吸盤進行更加深入的研究。未來，依據從大自然中汲取的智慧，也許會誕生一種具有超強吸附力的高科技的仿生材料，用于造福于人類。

注：

1.靜電力——兩個靜止的帶電體之間的相互作用力。

2.毛細力——指由毛細現象所產生的，液體自然上升的作用力。

3.范德華力——又稱分子間作用力，指存在于分子與分子之間（或惰性氣體原子之間）的作用力。

（作者：張楠）