4亿年前，自然界中的斐波那契螺旋并不常见！

仔细观察 植物叶片的排列 ，你会发现植物世界中充满了各种 模式 。

在大量现存植物物种中，普遍存在一种独特的螺旋状叶片排列方式，这种螺旋被称为 斐波那契螺旋 ，遵循 斐波那契序列

的排列。

长期以来，科学家认为斐波那契螺旋是植物的一种古老特征，源于植物进化的早期阶段。

然而，一项新近发表于《科学》杂志的研究挑战了这一观点。

斐波那契螺旋的存在遍及许多现存植物。

从左到右依次是：智利南洋杉、松果、雏菊。（图/Sandy Hetherington via The conversation）

一个古生物学家的团队对一种可追溯至4.07亿年前的植物化石进行了观察，研究其叶片螺旋与生殖结构，结果意外发现 这种如今在自然界中常见的独特螺旋状叶片排列方式，在最古老的陆生植物中并不多见 。

斐波那契螺旋在自然界的众多植物中有着显著的表现，形成 顺时针和逆时针

的螺旋，肉眼可辨识。

在多数情况下，这些螺旋与斐波那契序列相关。

在斐波那契序列中， 后一项数字由前两项数字相加而成 ，数列依次为：0，1，1，2，3，5，8，13等。

如果你拿起一个松果，从底部观察，你会发现木质鳞片形成了向上的螺旋。

通过数一数上面的顺时针和逆时针螺旋数量，几乎在所有情况下， 螺旋数量都是斐波那契序列中的整数 。

上述情况并非个例。

2015年的一项研究显示 对6000个松果的分析中，97%的松果都呈现斐波那契螺旋 。

标准花菜的螺旋模式展示了5个顺时针螺旋与8个逆时针螺旋，各用不同颜色框出。（图/Etienne Farcot via The Conversation）

斐波那契螺旋不仅仅限于松果，还存在于其他植物器官中。

以花菜为例，通常可以观察到5个顺时针与8个逆时针螺旋（或者相反）。

智利南洋杉的叶子从顶端开始逐渐螺旋环绕茎的排列。（图/Wikipedia）

事实上，1992年的一项研究对650多种植物的12,000个螺旋进行了分析，得出的结论是90%以上的植物呈现斐波那契螺旋。

这一特征的高频率使得科学家们一直认为斐波那契螺旋在所有植物中是古老并高度保守的。

古生物学者在一项新研究中，通过早期植物化石进一步验证了这一理论。

他们研究了已知的第一批长叶植物的叶片排列及生殖结构，这些植物隶属于 石松纲 ，具体研究对象是一种名为 星木 （Asteroxylon mackiei）已灭绝植物的化石。

对星木进行了3D重建。（图/Matt Humpage, Northern Rogue Studios）

研究团队拍摄了这些化石切片的影像，并运用数字重建技术，将星木叶片的排列可视化，量化了螺旋的数量。

令研究人员吃惊的是， 古老的星木叶片排列方式与现代植物大相径庭，其普遍的排列呈现非斐波那契螺旋 。

在如此早期的化石中发现大量非斐波那契螺旋令人震惊，因为这种螺旋在当今植物中极为罕见。

独特的进化历程这种发现改变了科学家对斐波那契螺旋出现在陆生植物中的看法，推翻了关于所有叶类植物均按照斐波那契模式生长的理论。

这项研究还揭示了石松植物的叶片进化与斐波那契螺旋之间的演变历程与其他现存植物（如蕨类植物、针叶树与开花植物）迥异，这意味着斐波那契螺旋的出现是植物进化过程中的多次独立现象。

此外，该研究为一个长期争论的进化问题提供了新视角，即为何斐波那契螺旋在当今植物中如此普遍。

这个问题长期以来吸引科学家们的关注，他们曾提出多种假设，例如这能最大化每片叶子接受光照，或者更有效地包裹种子。

然而新的发现则揭示，从化石与像石松这类古老植物中汲取的洞见或许能为解开这一问题提供重要线索。