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新的数学模型描述了植物叶子的生长模式
2019-06-12    阅读量:30471    新闻来源:互联网     |  投稿

日本研究人员描述了自然界最普遍存在的模式之一:一种准确描述叶子如何在植物上生长的模型。


“我们开发了新模型来解释一种特殊的叶片排列模式。但事实上,它更准确地反映了一种特定植物的性质,但更多地反映了自然界观察到的几乎所有叶片排列模式的多样性,“东京大学小石川植物园的副教授Munetaka Sugiyama说stylechina.com


自远古以来,植物叶子就令人着迷。有些像向日葵一样,以非常有序的几何形状生长。其他人似乎更加混乱,没有任何明显的规则。甚至还有一个特殊的名称来描述植物叶子的生长模式:叶序。


可以理解的是,数学家也对这些模式着迷。莱昂纳多达芬奇对植物的螺旋排列进行了观察,尽管他没有留下太多的评论。后来,自然学家指出,植物的螺旋叶状体有时是顺时针方向,逆时针方向,但它似乎遵循所谓的数学黄金比例。


很明显,许多植物遵循数学分布,但没有人能够找到描述叶片生长的普遍规律。


然而,在1996年,研究人员非常接近。Douady和Couder 开发了一种算法,可以解释许多但不是所有的叶子排列模式。这被称为DC2方程,直到今天,它被用于推断植物生理学的不同变量。


现在,日本研究人员认为他们已经找到了一个更好的规则,可以解释植物中的所有模式。


不守规矩的例外

他们从一群名为“orixate”的植物开始,这种植物来自日本,中国和朝鲜半岛的灌木种  Orixa japonica。Orixate植物是不遵守DC2方程的不守规矩群体的一部分。O. Japonica  叶子之间的角度  是180度,90度,180度,270度,然后下一片叶子将图案重置为180度。


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