植物学界通常非常善于遵循某些规则。此前人们认为,由于它存在于如此多的现存植物物种的结构中,它一定是在一些最早的现存植物物种中进化而来的。然而,一种古老的物种,即化石记录中最早的有叶子的植物之一,其叶子的排列方式无法用斐波那数描述,这给我们的理解带来了麻烦。
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斐波那契数列是一系列数字,其中每个数字都是前两个数字的总和。该序列以 0、1、1、2、3、5、8 等开头。大多数活植物的器官与前一个器官成 137.5 度角,从而形成连续的螺旋,顺时针和逆时针螺旋的数量形成斐波那契数列中的连续数字。这种情况的常见例子可以在向日葵的头和松果中看到。
俱乐部苔藓紫苑木是一种已灭绝的石松类物种,属于最早的叶类植物分支,Drepanophycales。所有现存的石松类分支都有具有斐波那契螺旋的物种,然而,在早期泥盆世的石松目中,非斐波那契物种的数量超过了具有斐波那契螺旋的物种(双关语),科学家们仍在争论为什么会出现这种情况。
紫苑木是一个已有4亿多年历史的化石物种。 1969 年,人们在苏格兰阿伯丁郡的雷尼切尔特 (Rhynie Chert) 发现了化石遗骸,并拍摄了植物的横截面。在这项研究中,对横截面进行了 3D 打印重建,以更好地了解这些不寻常叶子的排列。
“我们的模型紫苑木让我们第一次检查 3D 中的叶子排列。 3D 打印 4.07 亿年前的植物化石并将其握在手中的技术确实令人难以置信。我们的发现为植物中斐波那契螺旋的演化提供了新的视角。”进化古生物学家兼项目负责人桑迪·赫瑟林顿 (Sandy Hetherington) 博士在一份报告中说道陈述。
虽然遵循斐波那契螺旋模式的两个重建有八个逆时针螺旋,一个重建有七个,一个重建有九个,都是非斐波那契数。这两个重建体根本没有螺旋,而是沿着茎以环状生长叶子。
“利用这些重建,我们已经能够追踪这些 4.07 亿年前化石植物茎周围叶子的各个螺旋。我们对 Asteroxylon 叶子排列的分析表明,非常早期的石松花形成了非斐波那契螺旋模式,”该研究的第一作者 Holly-Anne Turner 说,
这些发现表明,今天活着的植物可能在整个植物进化过程中进化出了排列成斐波那契螺旋的叶子,而不是通过来自像这样的植物的古老基因紫苑木。研究还表明,这些石松植物的叶子进化可能在进化上与其他植物类群不同。
论文发表在期刊上科学。









