寶塔花菜是花菜的一個(gè)栽培品種,看起來很懂?dāng)?shù)學(xué)的樣子。它的“花蕾”看起來像一個(gè)個(gè)寶塔組成的,而這一個(gè)個(gè)寶塔又構(gòu)成了一個(gè)大寶塔,大寶塔又構(gòu)成了一個(gè)更大的寶塔……這種自相似的模式帶來的視覺效果十分豐富。而每一簇小寶塔的螺旋,其實(shí)都是按照斐波那契螺旋線進(jìn)行排列的。
究竟是什么原因讓一個(gè)好好的花菜長成了這副樣子?在2 0 2 1年,法國科學(xué)研究中心的一個(gè)團(tuán)隊(duì)終于給出了寶塔花菜的形成之謎:之所以會(huì)變成奇怪的樣子,其實(shí)是因?yàn)樗粫?huì)開花。
在像菊花這樣的頭狀花序,以及一些葉子的排列上,我們也可以看到斐波那契螺旋線的身影,正常的花菜其實(shí)也是一樣,總而言之,許多植物都十分“懂?dāng)?shù)學(xué)”。不過,別的植物感覺并不像寶塔花菜這樣走極端。

我們平時(shí)吃的白色的花菜,是由野生的甘藍(lán)突變演化而來,吃的其實(shí)是未分化的花源體,由植物分生組織所產(chǎn)生,還是尚未分化的肉質(zhì)組織。而綠色的西蘭花,則是已分化的未成熟花蕊(可以理解為花苞),所以如果放久了可能就會(huì)開花。因此,它們兩種的口感并不相同。
而人工培育出來的寶塔花菜則通過基因突變而改變了生長和開花的過程。這種基因的表達(dá)實(shí)際上十分復(fù)雜,因?yàn)閱蝹€(gè)基因的表達(dá),其實(shí)是“基因網(wǎng)絡(luò)”中的相互作用,也就是在特定的時(shí)間特定的情況下表達(dá)。
科學(xué)家通過對(duì)照擬南芥的開花數(shù)據(jù)建模后發(fā)現(xiàn),其中一個(gè)基因A的缺失,可能讓花菜的開花過程陷入了循環(huán)。這意味著,當(dāng)一個(gè)花菜缺失A基因,就會(huì)在嘗試開花的過程中失敗,結(jié)果,這些組織發(fā)育成了莖,但在基因網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控下,這些莖保留了“花”的記憶,試圖開花。而開花失敗,發(fā)育成的莖又開始試圖開花,未能成功開花的花菜,就這樣在一次一次不斷失敗的重復(fù)中形成了我們能看到的大寶塔上小寶塔的分形結(jié)構(gòu)。
這項(xiàng)研究其實(shí)也揭示了對(duì)于植物基因突變的人為選擇其實(shí)也會(huì)改變蔬菜的形狀。從野生的甘藍(lán)到蔬菜貨架上多種多樣的白花菜、西蘭花、芥藍(lán)、羽衣甘藍(lán)、抱子甘藍(lán)等,寶塔花菜其實(shí)也是其中之一。今年2月的一項(xiàng)中國農(nóng)科院聯(lián)合荷蘭一所大學(xué)的研究就揭示了甘藍(lán)快速馴化和多樣化的秘密,而除了形態(tài)多樣外,這些不同的甘藍(lán)也有不同的風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)。因?yàn)椴煌虻膩G失和保留也涉及代謝物的合成。

對(duì)于寶塔花菜而言,雖說它長得奇怪,但能吃!據(jù)說它是堅(jiān)果味,富含維生素C、膳食纖維和類胡蘿卜素等營養(yǎng),聽起來是十分健康的蔬菜。
而這樣“懂?dāng)?shù)學(xué)”的花,你在今年春天見過嗎?
不妨觀察一下梨樹抽枝后長出的葉子,各種各樣花朵的花瓣數(shù)目……平均而言,葉子生長時(shí)呈螺旋狀,葉子旋轉(zhuǎn)回正對(duì)位置的圈數(shù)也是斐波那契數(shù)。
來源:《萬物》雜志