沙漠苔蘚“喝水”有絕招可從大氣吸取水分

一項日前發(fā)表于《自然—植物學(xué)》雜志的研究顯示，一種普通的沙漠苔蘚能直接從空氣中而不是地下吸取水分。此項發(fā)現(xiàn)可被用于啟發(fā)在發(fā)展中國家收集清潔飲用水的方法。

包括仙人掌在內(nèi)的大多數(shù)沙漠植物，依靠強(qiáng)大的根系吸收稀有的地下水。不過，一種沙漠苔蘚——齒肋赤蘚能直接從大氣中收集淡水。

來自美國猶他州立大學(xué)的Tadd Truscott拍攝了這種植物的飲水行為。他介紹說，附著在苔蘚葉子頂端，被稱為芒的細(xì)小纖維，使齒肋赤蘚得以捕獲霧滴。

Truscott和同事利用環(huán)境掃描電子顯微鏡和攝像機(jī)，探究了這些精致的芒（0.5～2毫米）如何捕獲大氣中的水分。他們研究的是生長在美國大盆地和中國古爾班通古特沙漠的齒肋赤蘚，但該植物也廣泛分布在北半球其他沙漠中。

攝像機(jī)圖像顯示了凝結(jié)在芒表面納米大小細(xì)槽上的水蒸氣。隨后，微型倒刺推動這些水蒸氣形成更大的水滴，而水滴沿著芒的長度進(jìn)入葉子。“水滴最快能以每秒10～20毫米的速度從芒穿行至葉子。”Truscott表示。

此前研究發(fā)現(xiàn)，另外兩種植物也擁有收集霧的能力，即一種被稱為黃毛掌的仙人掌和一種名為球葉山芫荽的高山植物。不過，齒肋赤蘚是涉及倒刺和細(xì)槽的詳細(xì)機(jī)理得以闡明的首個物種。

Truscott介紹說，科學(xué)家可嘗試復(fù)制這些植物的機(jī)制，以建造新型水分收集系統(tǒng)。“我們的實驗室已開始制造人工芒，以判定這些結(jié)構(gòu)能否被人為制造出來。”

正嘗試模仿球葉山芫荽機(jī)制的英國杜倫大學(xué)研究人員Jas Pal Badyal表示，霧收集設(shè)備的最大受益者將是生活在發(fā)展中國家的人們，因為他們獲取清潔飲用水的途徑非常有限。

    他同時表示，每個像非洲納米布沙漠一樣的干燥地區(qū)都會定期出現(xiàn)霧。這意味著，清潔的水蒸氣能被收集并且儲存起來。“想法就是從空氣中捕獲純凈水。”（宗華）