4.07 億年前的植物化石中葉子的不尋常排列使科學家對植物進化的理解變得更加複雜。
今天生活的大多數陸地植物都有螺旋圖案，涉及著名的斐波那契數字序列。由於螺旋結構非常常見，科學家們認為這些圖案一定是在一些最早的陸地植物中進化而來的。但是這種古老植物的葉子，是已知最早長出葉子的植物群之一的成員，排列成無法用斐波那契數列描述的螺旋狀，研究人員在 6 月 16 日報告科學。
這項研究“幫助我們了解植物多樣性是如何產生的”，紐約市紐約植物園實驗室研究主任、植物學家芭芭拉·安布羅斯（Barbara Ambrose）說，她沒有參與這項研究。
在斐波那契數列中，每個數字都是前兩個數字的總和：1、1、2、3、5、8、13 等。植物中涉及斐波那契數的螺旋的例子可以在一些多肉植物的葉子、松果的苞片和在許多其他植物中（序列號：2002 年 8 月 27 日）。
在具有螺旋形葉子圖案的植物中，所有葉子都可以通過一組從中心順時針螺旋延伸的曲線以及一組逆時針螺旋延伸的曲線來描述。如果順時針和逆時針曲線的數字都是斐波那契數列中的數字，則稱為斐波那契螺旋。
科學家不確定為什麼大多數現代植物採用斐波那契螺旋，但這可能會有所幫助葉子或其他植物部分之間（SN: 7/21/07）。這些模式也可能源於生長素（一種植物生長激素）的分佈。
在這項新研究中，愛丁堡大學的古植物學家桑迪·赫瑟林頓（Sandy Hetherington）和同事研究了滅絕物種的化石。紫苑木是石松類植物的一員，該類植物還包括現代的俱樂部苔蘚。
這些化石取自雷尼燧石，這是位於蘇格蘭阿伯丁郡的一處大約 4 億年前的沉積岩礦床，其中包含一些保存極其完好的最早的陸地植物化石。 1969年，研究人員收集了數百張橫截面圖像麥基艾化石和周圍的岩石。 Hetherington 的團隊以數字方式將橫截面重建為原始植物的 3D 表示。
四種重建植物中的兩種在其葉子排列中表現出非斐波那契螺旋。兩種植物都有八個逆時針螺旋（斐波那契數）。但其中一個有七個順時針螺旋，另一個有九個，這兩個都不是斐波那契數。
另外兩種植物上的葉子根本不是螺旋狀生長的，而是沿著莖呈一系列堆疊的環狀。
研究合著者、愛爾蘭科克大學古生物學家霍莉-安妮·特納 (Holly-Anne Turner) 表示：“考慮到斐波那契螺旋在今天以及後來的植物化石記錄中的普遍存在，我們肯定會期待斐波那契螺旋的出現。”這麥基艾這些化石早於第二個最早的石松類化石，顯示非斐波那契螺旋上升了近 5000 萬年。
石松類植物的葉子與其他類型植物的葉子是分開進化的，但一些現代石松類植物確實表現出斐波那契螺旋。植物學家、弗吉尼亞州阿珀維爾橡樹泉花園基金會主席彼得·克蘭（Peter Crane）沒有參與這項研究，他說，這表明螺旋模式可能在不同的植物譜系中分別進化。
麥基艾安布羅斯指出，這只是一個物種。儘管化石記錄並不完整，但重建其他早期植物可以為這些螺旋在自然界中如何進化提供更多線索。
特納說，新的計算技術還意味著值得重新審視幾十年前手工分析的化石。通過從計算機模擬中收集到的大量信息和細節，“你可以找到一些真正很棒的東西。”
