本报讯 （见习记者 林晓晖） 种子还能自发钻土？
浙江大学计算机学院设计学团队参与国际跨学科交叉合作，联合设计了一种可以自发钻土的种子载体E-seed，适用于在人类难以进入的地区进行空中播种。日前，这项研究成果被作为封面文章刊发在国际顶级期刊《自然》。
该论文的共同通讯作者为浙江大学王冠云研究员、宾西法尼亚大学杨澍教授、雪城大学张腾教授、卡内基梅隆大学姚力宁教授，卡内基梅隆大学罗丹荔为第一作者。浙江大学团队包括孙凌云教授、王冠云研究员，博士生郦家骥、阳月等。
据研究团队介绍，E-seed的设计灵感来自于自然界中一种名叫牻牛儿苗（Erodium）的植物。
这是一种春季开花的矮小植物，看上去并无特殊之处，而当花谢成果时，它便开始华丽“变身”。在我国西部的荒漠中，牻牛儿苗是很重要的植物。为了适应干旱，它练就了高超的本领——种子自带“马达”和“钻头”，可以钻入地下，当环境适宜时再发芽生长，将荒漠变为绿洲。因此，牻牛儿苗被称为“荒漠强者”。
这种“钻头形”种子，会在下雨或湿度增高时，把原本螺旋扭紧的身体展开，将种子头推入土里，从而使其免于被鸟类等动物掠食，也免受恶劣环境的影响。这有利于种子生根发芽。
小小的种子里竟有如此神奇的奥秘。于是团队开始深入分析牻牛儿苗种子在适应干旱气候时进化出的奇特的自发钻土机制。
牻牛儿苗种子的身体像钻头般紧密缠绕，尾部有一个长而弯曲的尾巴。当遇到湿气时，钻头般的身体吸水后展开并不断旋转，从而使种子头部埋入土中。研究团队受此启发，对E-seed的材料和结构进行设计，最终开发了一套包括化学清洗和定型等五步流程以制造种子载体。
E-seed源于自然，设计上却大大超越了它的“模仿对象”。
牻牛儿苗种子的成功钻土过程对土壤和自然环境要求较高。为了使人造种子载体E-seed适用于更广泛的环境，研究团队开发了带有三条尾巴的E-seed。它能更有效地推动自身的直立提升钻土成功率，从而超越牻牛儿苗种子的性能。另外，E-seed也可以通过改变种子身体大小、定制双螺旋结构等实现不同场景的需求。
在研制过程中，团队通过大量的环境模拟实验来验证E-seed对钻土和发芽的促进效果。为了进一步了解实际应用的可行性，研究人员同时对人造种子载体进行了大量的实地测试。
“人造种子载体E-seed的研究有着重大意义，对自然环境有着深远影响。”论文的共同通讯作者、浙江大学特聘研究员王冠云介绍，这种生物工程技术在现实世界中的应用，对推进生态设计至关重要，可以解决多种问题，比如避免山体滑坡、减少物种入侵、助力植被恢复等。E-seed还可以植入传感器，并用于环境监测、协助自然勘探等。
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