雨滴和叶片振动如何传播植物孢子

康奈尔大学的一组研究人员发现,雨滴和叶片振动如何将植物孢子传播到空气中,从而感染健康的植物。这项研究发表在《科学进展》上,首次使用高速摄像机和理论模型分析了孢子在源头的扩散情况。这些发现可能有助于设计策略[…]文章《雨滴和叶片振动如何传播植物孢子》首先出现在 Physics Alert 上。

来源:Physics Alerts

康奈尔大学的一组研究人员发现,雨滴和叶片振动如何将植物孢子发射到空气中,从而感染健康的植物。

这项研究发表在《科学进展》上,首次使用高速摄像机和理论模型从源头分析孢子扩散。

这些发现可能有助于设计策略来防止植物病原体的传播,这些病原体每年造成数十亿美元的农作物损失。

作物

雨水和风在孢子扩散中的作用

植物孢子是微观生殖单位,可导致植物疾病,如锈病、枯萎病和霉菌。

孢子可以通过各种媒介传播,例如昆虫、动物和人类,但最常见和最有效的是雨水和风。

雨滴可以将孢子从土壤或受感染的植物表面溅起,而风可以将孢子传播到很远的地方。

然而,到目前为止,人们对雨水和风如何与植物叶片相互作用以分散孢子的确切机制了解甚少。

叶子

康奈尔大学的研究人员进行了一系列实验和模拟,以揭示这一过程的细节。

实验:高速摄像机和玻璃颗粒

研究人员使用感染锈病的小麦植株作为模型系统,锈病是一种可以摧毁全球农作物的真菌孢子。

他们将植物放在风洞中,并暴露在人工降雨和风中。

他们使用高速摄像机捕捉降雨和风事件期间叶子和孢子的运动。

为了克服处理难以看到和处理的活孢子的挑战,研究人员使用了模拟孢子大小、形状和密度的空心玻璃颗粒。

他们用玻璃颗粒覆盖叶子,并使用摄像机跟踪它们的轨迹。

图片来源:康奈尔大学
图片来源:康奈尔大学

结果:微型龙卷风和旋转涡流

“微型龙卷风”

意义:减少孢子扩散的潜在策略