在分形水平上美味。图片来源：MPH Photos/Shutterstock
如果有人问你一个现实世界中超越数学之美的例子，你不太可能伸手去拿蔬菜抽屉。
但如果在家庭自我反省的时刻，你发现自己凝视着一朵花椰菜，你可能会对你的发现感到惊讶。数百个不同大小的螺旋形成了蔬菜的小花，它们都是彼此的复制品。你看得越近，图案就越复杂。
这些类型的模式称为分形，它们几乎随处可见：从到。正如我们已经看到的，它们甚至可以出现在农产品货架上。但花椰菜有一些特别之处——今天发表的一项新研究科学现在对此有一个解释。
如果您曾经观察过向日葵、松果、仙人掌或几乎任何植物，您可能会注意到花瓣似乎螺旋出在一个方式。科学家们对为什么会发生这种情况感到困惑两千年以上，他们想出了一些相当惊人的解释对于多年来的现象。
但花椰菜的嵌套螺旋在许多尺度上重复出现，仍然难以捉摸——事实上，它是如此难以捉摸，以至于今天的研究起源于十二年前。没错：你以为的蔬菜只是西兰花的更苍白的表弟吃的十多年来解码。
线索来自一种叫做拟南芥。这只是一颗杂草——你甚至可能把它放在你自己的后院——但它很重要有两个原因。首先，它已经被广泛研究，所以有很多关于它的信息。其次，它是一种芸苔属植物——就像花椰菜一样。这意味着通过比较基因组成拟南芥通过计算机生成的花椰菜模型，研究小组可以弄清楚发生了什么。
现在，虽然分形在数学中永远重复自己，在现实世界中，事情的微小程度是有限度的。当你观察花椰菜时，你会发现螺旋变得越来越小，但这种自相似性到底有多低呢？您可能会惊讶地发现，每株植物的第一个螺旋实际上是微观上微小，并且它通过特定的基因表达精确控制植物的其余部分如何生长。
研究合著者艾蒂安·法尔科特 (Etienne Farcot) 在一篇文章中写道：“一个斑点中表达的基因决定了这个斑点是否会长成树枝、叶子或花朵。”对话。 “但基因实际上在复杂的‘基因网络’中相互作用，导致特定的基因在特定的领域和特定的时间表达。”
Farcot 解释说，有四个主要基因控制着植物的发育：“它们的缩写是 S、A、L 和 T，我们显然是在开玩笑，”他说。但像花椰菜一样拟南芥植物中，其中一个基因缺失：“A”基因。通常情况下，这是触发花朵发育的基因，因此它的缺失解释了为什么蔬菜明显更“花茎”而不是“花”。
但仅仅因为花椰菜不能长出真正的花朵并不意味着它不会尝试——这就是它如何生长其独特的分形几何形状的方式。法尔科特说，螺旋不能长出花朵，只能长出茎，茎又长出茎，依此类推，直到最终形成花椰菜。叶子和花无法生长，因此我们留下了一层又一层错综复杂的螺旋花椰菜芽。
“大自然的复杂性令人惊奇，”法尔科特总结道。 “下次当你晚餐吃花椰菜时，在吃之前花点时间欣赏一下它。”
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