如果您的眼睛曾经被植物茎上的叶子排列，菠萝的质地或松果的鳞片，那么您就在不知不觉中亲眼目睹了自然界数学模式的出色例子。
将所有这些植物特征联系在一起的是它们的共同特征，即在螺旋中排列，该特征粘附在数字序列中斐波那契序列。
这些螺旋形被称为斐波那契螺旋，为简单起见，在植物中非常普遍，从莱昂纳多·达·芬奇（Leonardo da Vinci）到查尔斯·达尔文（Charles Darwin）着迷。
当今植物中斐波那契螺旋的流行率是它们所代表的古代和高度保守的特征，可以追溯到植物进化的最早阶段，并以目前的形式持续存在。
但是，我们的新研究挑战这个观点。我们检查了叶子中的螺旋和植物的生殖结构，可追溯到4.7亿年。
令人惊讶的是，我们发现在该特定物种中观察到的所有螺旋都没有遵循相同的规则。如今，只有很少的植物不遵循斐波那契。
什么是斐波那契螺旋？
螺旋经常发生在自然界中，可以在植物叶，动物壳，甚至在我们的DNA的双螺旋中看到。在大多数情况下，这些螺旋与斐波那契序列有关 - 一组数字，其中每个数字是在IT之前的两个数字的总和（1，1，2，3，3，5，8，13，21等）。
这些模式在植物中尤为广泛，甚至可以用肉眼识别。如果您拿起Pinecone并查看底座，则可以看到木质鳞片形成螺旋形，它们会趋向于与分支的附着点。
起初，您只能在一个方向上发现螺旋。但是仔细观察，您可以顺时针和逆时针方向看到螺旋。现在计算顺时针和逆时针螺旋的数量，在几乎每种情况下，螺旋数的数量都将是斐波那契序列中的整数。
此特定实例不是一个特殊情况。在学习分析了6,000个松果，在97％的检查锥中发现了斐波那契螺旋。
斐波那契不仅在松树锥中发现。它们在其他植物器官（例如叶子和花朵）中很常见。
如果您看一下绿树成荫的芽的尖端，例如猴子拼图树的尖端，您会看到叶子排列在螺旋形的螺旋形中，该螺旋从尖端开始，并逐渐绕过茎。一个学习来自650多种植物物种的12,000个螺旋中发现斐波那契螺旋发生在90％以上的病例中。
由于它们在活植物物种中的频率，长期以来一直认为斐波那契螺旋在所有植物中都是古老的且高度保守的。我们着手研究早期植物化石的研究来检验这一假设。
早期植物中的非纤维纤维螺旋
我们检查了叶子和生殖结构的排列俱乐部。
具体来说，我们研究了灭绝的俱乐部物种的植物化石asteroxylon mackiei。我们研究的化石现在位于英国和德国的博物馆收藏中，但最初是从Rhynie Chert- 苏格兰北部的化石遗址。
我们拍摄了薄片化石的图像，然后使用数字重建技术可视化的布置A. Mackiei叶子以3D叶子量化并量化了螺旋。
基于此分析，我们发现叶片排列在A. Mackiei。实际上，非纤维纤维螺旋是最常见的排列。在如此早期的化石中发现了非纤维曲霉螺旋，因为它们在当今活物种中非常罕见。
独特的进化史
这些发现改变了我们对土地植物中斐波那契螺旋的理解。他们认为，非纤维纤维螺旋在俱乐部中是古老的，它推翻了所有叶植物都开始遵循斐波那契图案的叶子的观点。
此外，这表明俱乐部植物中的叶子进化和斐波那契螺旋具有与当今其他生物群体不同的进化史，例如蕨类植物，针叶树和开花植物。这表明斐波那契螺旋在整个植物进化过程中分别出现了多次。
这项工作还增加了一个主要进化问题的难题 - 为什么斐波那契螺旋在当今的植物中如此常见？
这个问题继续引起科学家之间的辩论。已经提出了各种假设，包括最大化光量每个叶子收到或有效地包装种子。但是，我们的发现突出了化石和植物（例如俱乐部植物）的见解如何为找到答案提供重要的线索。
桑迪·赫瑟灵顿，植物进化生物学家，爱丁堡大学和Holly-Anne Turner，博士候选人，古植物学，大学科克大学
