เมล็ดดอกแดนดิไลออนเป็นหนึ่งในพืชที่มีความสามารถในการบินได้ในธรรมชาติมากที่สุด

เมื่อเร็วๆ นี้ การวิจัยจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระในสหราชอาณาจักรพบว่าความสามารถในการบินอันพิเศษของเมล็ดแดนดิไลออนนั้นเนื่องมาจากวิธีการบินที่ไม่เคยมีการค้นพบในธรรมชาติมาก่อน

เพื่อให้ได้ระยะทางที่ไกลขนาดนี้ แพบพัส (pappus) ของแดนดิไลออนจะสร้างกระแสน้ำวนที่แปลกประหลาดในอากาศโดยรอบ ฟองอากาศเป็นรูปวงแหวนเหล่านี้สามารถก่อตัวเหนือเมล็ดแดนดิไลออน เพิ่มความต้านทานอากาศ และทำให้เมล็ดร่วงช้าลงเหมือนการโดดร่ม การศึกษานี้ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 17 ตุลาคมในวารสาร Nature

ดอกแดนดิไลออนเป็นกลุ่มของเมล็ด แต่ละเมล็ดที่ติดอยู่กับขนที่มีรูปทรงร่ม ซึ่งมีรูปร่างค่อนข้างคล้ายกับพู่กัน แม้ว่าเมล็ดแดนดิไลออนส่วนใหญ่จะตกลงห่างจากดอกไม่ถึง 2 เมตร แต่เมล็ดเหล่านี้สามารถบินได้ไกลกว่า 1 กิโลเมตรในอากาศที่อบอุ่นและแห้ง

การบินของดอกแดนดิไลออนนั้นน่าทึ่ง แต่กลไกเบื้องหลังทำให้นักวิทยาศาสตร์งงงัน “มันเป็นโครงสร้างที่แปลก” นาโอมิ นากายามะ ผู้เขียนร่วม นักชีวฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเอดินบะระ กล่าว "ไม่มีใครรู้ว่าเมล็ดดอกแดนดิไลออนบินได้อย่างไร"

กระจุกร่มจะมีเส้นใย 100-110 เส้น ซึ่งมีพื้นที่ผิวมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ของเมล็ดแดนดิไลออนที่ขนกระจุกนั้น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเมล็ดดอกแดนดิไลออนสามารถบินผ่านความต้านทานของเส้นใยเพียงเส้นเดียวได้ ด้วยการรวมกลศาสตร์ของไหลและชีววิทยาของพืช ทีมเอดินเบอระพบว่าเอฟเฟกต์การลากเพียงอย่างเดียวไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมเมล็ดแดนดิไลออนถึงสามารถลอยอยู่ในอากาศได้ดี

"เรามีเหตุผลที่เชื่อได้ว่าการยกของเส้นใยเพียงเส้นเดียวไม่เพียงพอที่จะรักษาดอกแดนดิไลออนให้อยู่สูงเป็นเวลานาน ดังนั้น เราจึงตัดสินใจตรวจสอบว่ามีปฏิสัมพันธ์กันระหว่างเส้นใยหรือไม่ และปฏิสัมพันธ์นี้รุนแรงพอที่จะส่งผลกระทบต่อบินได้” อิกนาซิโอ มาเรีย วิโอลา ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาเกี่ยวกับพลศาสตร์ของไหลอธิบาย

เพื่อวิเคราะห์เมล็ดพันธุ์ ทีมงานได้สร้างอุโมงค์ลมแนวตั้งเพื่อให้เมล็ดพืชลอยอยู่ที่ระดับความสูงหนึ่งอย่างต่อเนื่อง นักวิจัยใช้การผสมผสานระหว่างการถ่ายภาพโดยเปิดรับแสงนานและการถ่ายภาพความเร็วสูงเพื่อวิเคราะห์การไหลของอากาศโดยรอบ พวกเขายังใช้การถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์และกล้องจุลทรรศน์เพื่อตรวจสอบสัณฐานวิทยาของดอกแดนดิไลออนด้วย

การทดลองในอุโมงค์ลมแสดงให้เห็นว่าอากาศที่อยู่เหนือเส้นใยแดนดิไลออนโดยตรงก่อให้เกิด 'วงแหวนน้ำวนที่แยกออกจากกัน' เมื่อของไหลผ่านวัตถุหรือสิ่งกีดขวาง มันจะก่อตัวเป็นวงแหวนน้ำวนที่แตกออกจากพื้นผิวของวัตถุ "การมีอยู่ของกระแสน้ำวนได้รับการพิจารณาจากมุมมองทางทฤษฎีในอดีต แต่บางคนคิดว่ามันไม่น่าจะเกิดขึ้นในธรรมชาติ" วิโอลาอธิบาย

ปรากฎว่ากระแสน้ำวนสามารถทำให้เสถียรได้โดยการไหลเวียนของอากาศผ่านเส้นใย ขณะที่อากาศไหลรอบๆ เส้นใยแต่ละเส้น มันก็มีปฏิสัมพันธ์กับการไหลของเส้นใยข้างเคียงด้วย ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "เอฟเฟกต์ผนัง" (ผลกระทบที่เกิดจากอันตรกิริยาของของไหลกับพื้นผิวในขณะที่ไหลผ่าน) เนื่องจากปฏิกิริยานี้ การไหลผ่านเส้นใยจึงลดลงอย่างมาก ซึ่งทำให้เมล็ดแดนดิไลออนลอยได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เมื่อกระแสน้ำวนที่แยกออกมาคงที่แล้ว ความสามารถของเมล็ดพืชจะบินสูงขึ้นเพราะมันทำให้เมล็ดมีแรงเคลื่อนตัวสูงขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น โครงสร้างรูปทรงร่มชูชีพของดอกแดนดิไลออนยังมีประสิทธิภาพในการเก็บเมล็ดที่มีมวลใกล้เคียงกันสูงกว่าถึงสี่เท่าเมื่อเทียบกับโครงสร้างรูปทรงร่มชูชีพ

ด้วยการใช้ภูมิปัญญาแห่งธรรมชาติ เราอาจสามารถพัฒนาเทคโนโลยีการบินที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น นำความสะดวกและความเป็นไปได้มากขึ้นมาสู่การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ผลการวิจัยครั้งนี้น่าตื่นเต้นและกระตุ้นให้เกิดความอยากรู้อยากเห็นและการสำรวจความลึกลับในธรรมชาติที่ไม่มีใครรู้จักอีกมาก