植物有著千姿百態(tài)的形態(tài),讓人眼花繚亂又倍感新奇。然而,很多外表看起來不一樣的植物,其實有著很多共性,比如“螺旋情結”:逆時針或順時針螺旋狀生長。如果你觀察得再仔細些,你還會發(fā)現(xiàn)這些“螺旋情結”背后的大秘密!
大多數(shù)植物的葉片是螺旋向上生長的。我們可以折取一截枝條,標記其中一片葉片為起點,然后自下向上逐一標記每一片相鄰的葉片,直至與起始葉片具有相同旋轉角度的另一葉片為止。
我們會發(fā)現(xiàn),這些葉片在重復著同樣的排列順序。如右圖所示,A、B、C這3片葉片形成了一個周期,D、E、F這3片葉片又開始了一個周期,而每一個周期的葉片正好旋轉完了1圈。
從這個例子里,我們可以得到這樣一個計算結果:
完成一個周期葉片所旋轉的圈數(shù)÷一個周期內的葉片數(shù)=1/3
我們再找來另一種有著螺旋情結的植物枝條。大家仔細觀察這截枝條上的葉片,就不難發(fā)現(xiàn),完成一個旋轉周期,葉片們正好轉了5圈,而這一個周期內包含了8片葉片,于是計算結果是:
完成一個周期葉片所旋轉的圈數(shù)÷一個周期內的葉片數(shù)=5/8
你還可以找來很多具有螺旋生長情結的植物,比如榆樹、桑樹、櫻桃樹、梨樹、柳樹等。然后按照剛才的計算公式算一下,你會得到1/2、1/3、2/5、3/8、5/13等等這樣的計算結果。令人驚訝的是,這些分數(shù),無論是分子的1、1、2、3、5,還是分母的2、3、5、8、13,都是斐波那契數(shù)列的一部分。沉寂無聲的植物們竟然如此默契地玩起了數(shù)學游戲,究竟是什么原因呢?
斐波那契數(shù)列的發(fā)明者是意大利數(shù)學家列昂納多·斐波那契。斐波那契數(shù)列指的是這樣一個數(shù)列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34……這個數(shù)列中的數(shù)字具有這樣一個特點:從第三個數(shù)字開始,每一個都等于前兩個數(shù)字之和。
植物學家研究發(fā)現(xiàn),很多具有“螺旋情結”的植物在長期的進化過程中,葉片的分布會采取一種對其自身而言最佳的方式,這種方式既可以保證葉片獲得充足的陽光和伸展空間,又可以巧妙地平衡枝葉的重量。也就是說,生命進化的目標,就是努力使自己變得更優(yōu)秀,以便更適應環(huán)境而生存和繁衍下去。螺旋的生長方式并不僅僅體現(xiàn)在葉片的分布上,還會體現(xiàn)在這些植物的花朵和果實上。向日葵的種子就是按照34條順時針螺旋、55條逆時針螺旋的方式生長的,而34和55正好是斐波那契數(shù)列中的兩個相鄰數(shù)字!
當然,大自然是豐富多彩的,并非所有植物的螺旋情結都和斐波那契數(shù)列有必然的聯(lián)系,所以我們要做生活的有心人,仔細觀察每一種生物與眾不同的特點喲!
編輯:諶燕