動手做種子模型,放飛天空!乘著風旅行的植物天才創意 (松樹・臭椿・阿索米特拉)

我是科普講師桑子研。對我來說,每一天都是一場實驗。

大概在五月的時候,我在公園偶然發現了「中國楓楊」的果實。

這種果實形狀非常獨特,一顆種子上面竟然帶著兩片翅膀!這其實跟植物的生存策略有很大的關係喔。

突然這麼問可能有點怪,但請大家想像一下:如果你一輩子都沒辦法離開原地,你要怎麼把你的孩子送到遠方開闊的世界呢?其實,我們身邊隨處可見的植物,就是一直在挑戰這道難題的「小小發明家」。植物本身紮根在土裡,不能走也不能飛,但它們會在孩子——也就是「種子」身上裝載神奇的飛行機制,讓它們能順利展開新生活。

看著這些種子,就像是天才科學家精密設計的小型飛機或直升機!這次我想跟大家分享植物們的智慧,並介紹一個能用身邊材料做出種子模型、體驗飛行樂趣的超酷工作坊。

歡迎來到植物們的「飛行學校」!

植物之所以要讓種子飛向遠方,是有很現實的原因。如果種子直接掉在爸媽腳下,大家就會為了搶陽光和營養吵架,最後誰也活不好。所以,它們在演化過程中學會了利用風力的戰略,這就叫做「風傳播 (anemochory)」。今天我們要介紹的幾位主角如下:

臭椿:形狀像螺旋槳,掉落時會一邊旋轉一邊被風帶走。

青榨槭(楓樹的一種):兩片翅膀的角度精準到不行,能像直升機一樣旋轉來增加滯空時間。

松樹:帶著薄薄的一片單翼,飛舞落下的姿態非常優美。

翅葫蘆:擁有一對像滑翔機一樣的翅膀,能乘著風飛到很遠的地方。

柳桉(龍腦香科):會像竹蜻蜓一樣轉啊轉地降落。

只要仔細觀察它們的「飛行表演」,你一定會驚嘆於這些彷彿精準計算過空氣阻力的絕美設計。

在家做實驗!來動手做會飛的種子模型

想要搞懂「為什麼它們飛得這麼好?」,最好的捷徑就是動手做做看!模仿真實種子的形狀做出來的模型,會讓你發現大自然的設計真的超級合理。

準備材料

色紙(任何顏色都可以!)

剪刀

口紅膠(或膠帶)

迴紋針(當作重量來源)

1. 松樹、楓樹、槭樹種子模型

這是我拍下的松樹種子照片。

這是楓樹種子的樣子。

松樹種子長著像小翅膀的東西。楓樹和槭樹的種子也有獨特的造型,讓它們在風中旋轉。歡迎看看下面影片中真實松樹種子飛行的樣子喔。 → 松樹種子怎麼飛

做法:

  1. 首先,將色紙對切,裁剪成 15cm × 7.5cm 的長方形。
  2. 接著,把長方形再剪成寬 2.5cm,變成 7.5cm × 2.5cm 的細長條。
  3. 如圖所示,沿著對角線折疊長方形。

  1. 最後,將底部往上折約 1cm,夾上迴紋針就完成了。詳細飛行影片請看這裡! → 松樹/楓樹/槭樹種子模型做法

2. 臭椿種子模型

維基百科:臭椿

臭椿的種子帶有扁平的圓盤狀翅膀,掉落時就像小小的 UFO 一樣輕飄飄地舞動。影片 19 秒開始可以看到真實種子隨風飛散的樣子。 → 臭椿種子怎麼飛

做法:

  1. 將色紙剪成長 15cm、寬 1.5cm 的細長條。
  2. 將長條對折,並在中央塗上膠水。
  3. 把兩端往中心點黏貼固定,臭椿模型就搞定啦。

3. 翅葫蘆種子模型

被譽為植物界「飛行寶石」的就是翅葫蘆的種子。它的形狀簡直就是一架專業的滑翔機!

因為種子本身極輕,它能乘著風滑翔數十公尺遠。那種優雅的姿態,請一定要看影片感受一下。 → 翅葫蘆種子怎麼飛

要做翅葫蘆的模型,只要折一架紙做的滑翔機,就能模仿出它神似的飛行方式。

那飛起來的樣子,真的很有吉卜力電影《風之谷》裡娜烏西卡騎乘的「噴射滑翔翼」的感覺。這款滑翔機最關鍵的一步,就是要把紙剪成三角形。

做法:

滑翔機的做法在這支影片中有詳細介紹。請一邊看影片一邊跟著挑戰看看!

重點是要把紙剪成三角形喔。快來動手折折看,一起探索「飛行寶石」的秘密!

做好這些模型後,記得帶到室外飛飛看。你會發現它們為什麼要長成這樣、為什麼容易乘風,進而更了解植物們的生存巧思。

4. 柳桉模型

最近我陪孩子做自由研究,實驗了龍腦香科(柳桉)種子的落下時間變化。因為孩子原本就對蒲公英的棉毛很有興趣,我跟他說:「其實也有這種形狀的種子喔!」他就開始感興趣了。它的形狀長這樣:

手一放開,它就會像這樣飛下去:

不斷旋轉的樣子簡直就像直升機!我們用彈力球和硬紙板做了一個模仿它的模型。

我手邊真實的柳桉果實重 5.5g,手作模型則是 6.0g,重量差不多。翅膀長度也都統一設定成 10.8cm。

我們從 5公尺66公分 的高度往下丟,模型種子真的會一邊旋轉一邊落下。

接下來我們測量落下時間。將模型從同樣高度丟下三次,結果如下:

1.66s、1.31s、1.21s,平均為 1.39s。

接著,我們把翅膀拔掉再丟丟看:

1.08s、1.24s、1.19s,平均為 1.17s。

可以明顯看出,有了翅膀之後,落下時間變長了。

接著我們改變翅膀長度來測試。一組是長度變成 2 倍,另一組是長度減半。

翅膀 2 倍長時: 1.39、1.04、1.08,平均 1.17s。

翅膀長度減半時: 0.96、1.31、1.14,平均 1.13s。

觀察發現,這兩種變形模型要嘛不旋轉,要嘛旋轉次數比正常長度的少很多。

雖然還不知道孩子最後會怎麼總結這份研究,但可以感覺得出來,柳桉的翅膀長度是經過完美調整,最適合旋轉的長度呢!

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