水影响水生植物叶片生长的形态发生
软凝聚态物质
2020-01-28 v1 斑图形成与孤子
摘要
漂浮于水面的荷叶通常出现向中心衰减的短波长边缘皱褶，而水上生长的叶片通常形变为具边缘长涟波的全球弯曲锥形状。观察表明，下方的水（液体基底）显著影响叶片的形态发生。为理解此现象下的生物物理机制，我们建立了能有效刻画漂浮与自由站立叶片非均匀差异生长的数学模型，以定量预测其形态的形成与演化。我们从理论和实验上均发现，对于位于液体上的生长膜，短波长屈曲构型在能量上更有利，而对于悬空膜，全局屈曲形状更为可取。茎/叶脉、异质性与维度等其他影响因素亦被研究。我们的结果从根本上揭示了水基底影响的多类植物形态发生，并提示此类表面失稳可被用于借助基底或边缘驱动对仿生可展开结构进行形态调控。
引用
@article{arxiv.2001.02148,
title = {Water affects morphogenesis of growing aquatic plant leaves},
author = {Fan Xu and Chenbo Fu and Yifan Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.02148},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 4 figures