向日葵花序中的螺旋奧秘

朱崇愷

向日葵的花冠由數(shù)百朵小花組成，周圍的小花在結(jié)構(gòu)和功能上都與靠近中心的小花不同。當昆蟲傳粉者在花序中移動時，會在過程中對數(shù)百個小花進行授粉。

科學家發(fā)現(xiàn)，花序中小花的順序不是隨機的，而是規(guī)則的螺旋形。其數(shù)量遵循數(shù)學中的斐波納契數(shù)列：1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144……最近，科學家首次在分子水平上檢查向日葵的生長點或分生組織如何形成螺旋狀。在×射線斷層掃描的幫助下，他們掃描了分生組織不同發(fā)育階段的三維圖像。他們使用共聚焦顯微鏡檢查了小于一毫米的分生組織，以確定植物激素生長素的位置，這些生長素決定了生長點的位置。

在生長過程中，分生組織中多個部位的生長素水平同時上升至最大值。新的生長素最大值點總是在兩個相鄰的最大值之間形成并移動，生長素形成的簇狀斑點的數(shù)量隨著分生組織直徑的增長而迅速增加，規(guī)律遵循斐波納契數(shù)：后一個數(shù)字總是前兩個數(shù)字的和。這就是為什么即使在并非完全對稱的分生組織中，螺旋也是規(guī)則的。