一块4亿年前的化石如乖～宝宝真棒都吃下去了b站视频

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如果你的眼睛曾经被植物茎上叶子的排列、菠萝的质地或松果的鳞片所吸引，那么你就在不知不觉中见证了自然界中数学模式的辉煌例子。

将所有这些植物特征联系在一起的是它们的共同特征，即按照一个称为斐波那契数列的数字序列排列成螺旋状。这些螺旋，简单地称为斐波那契螺旋，在植物中非常普遍，从列奥纳多·达·芬奇到查尔斯·达尔文的科学家都为之着迷。

斐波那契螺旋在今天的植物中如此普遍，以至于它们被认为是一种古老而高度保守的特征，可以追溯到植物进化的最早阶段，并一直保持到现在的形式。

然而，我们的新研究挑战了这一观点。我们研究了一种可追溯到4.07亿年前的植物化石的叶片螺旋和**结构。令人惊讶的是，我们发现在这个特定物种中观察到的所有螺旋都不遵循同样的规则。今天，只有极少数植物不遵循斐波那契模式。

什么是Fibo ?nacci螺旋?

螺旋在自然界中经常出现，可以在植物的叶子，动物的壳，甚至在我们DNA的双螺旋结构中看到。在大多数情况下，这些螺旋与斐波那契数列有关——一组数字，其中每个数字都是前面两个数字的和(1,1,2,3,5,8,13,21等等)。

这些模式在植物中尤为普遍，甚至可以用肉眼识别。如果你拿起一个松果，看看它的底部，你会看到木质的鳞片形成螺旋状，向树枝的连接点聚集。

起初，你可能只看到一个方向的螺旋。但仔细观察，你可以看到顺时针和逆时针的螺旋。现在计算顺时针和逆时针螺旋的数量，在几乎所有情况下，螺旋的数量在斐波那契数列中都是整数。

这个特殊的例子并不是特例。在一项分析了6000个松果的研究中，在97%的被检查的松果中发现了斐波那契螺旋。

斐波那契螺旋不仅存在于松果中。它们在其他植物器官如叶子和花中也很常见。

如果你观察一棵多叶的嫩枝的顶端，比如一棵猴子拼图树的顶端，你可以看到叶子呈螺旋状排列，从顶端开始，逐渐绕着茎旋转。一项对650多种植物的12,000个螺旋的研究发现，斐波那契螺旋在90%以上的情况下发生。

由于斐波那契螺旋在现存植物物种中出现频率高，人们一直认为斐波那契螺旋在所有植物中都是古老且高度保守的。我们开始通过对早期植物化石的调查来验证这一假设。

Non-Fibo早期植物中的纳氏螺旋

我们研究了已知的第一批长有叶子的植物的叶子排列和**结构，这些植物被称为杆状藓。

具体来说，我们研究了已灭绝的棘藓种Asteroxylon mackiei。我们研究的这些化石现在被收藏在英国和德国的博物馆里，但它们最初是从苏格兰北部的一个化石遗址Rhynie chert收集的。

我们拍摄了化石薄片的图像，然后使用数字重建技术，以3D的方式可视化马基塞龙叶片的排列，并量化螺旋。

在此基础上，我们发现麦基梭梭叶片排列具有高度的差异性。事实上，非斐波那契螺旋是最常见的排列。在如此早期的化石中发现非斐波那契螺旋是令人惊讶的，因为它们在今天的活植物物种中非常罕见。

独特的“连历史

这些发现改变了我们对陆生植物斐波那契螺旋的认识。他们认为，非斐波那契螺旋在苔藓中是古老的，推翻了所有叶类植物都是按照斐波那契模式开始生长叶子的观点。

此外，该研究还表明，杆藓类植物的叶片进化和斐波那契螺旋的进化历史与其他现存植物(如蕨类植物、针叶树和开花植物)不同。这表明斐波那契螺旋在植物进化过程中多次单独出现。

这项工作还为一个主要的进化问题增添了另一块拼图——为什么斐波那契螺旋在今天的植物中如此普遍?

这个问题一直在科学家中引起争论。人们提出了各种各样的假设，包括最大限度地提高每片叶子接受的光量或有效地包装种子。但我们的发现强调了化石和植物(如刺藓)的见解如何为找到答案提供重要线索。