缠绕茎为什么总是逆时针缠绕缠绕茎的植物它的茎在缠

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  杰兰特尔B 2017-05-21 00:00:00

  植物的缠绕茎是螺线在三维空间中的形态。螺线是一种迷人的数学曲线，它与自然界的联系异常紧密，从DNA分子的双螺旋结构到向日葵的花盘，到处都有螺线的踪影。 英国科学家科克把植物的螺旋状缠绕茎称为“生命的曲线”，的确，这是它们特有的一种运动方式。只不过这种夸张的慢动作在我们看来好像是完全静止的。爱因斯坦的相对论可以帮助我们了解植物活动的本质。如果将植物生长一个月的过程压缩成一分钟，再来观察它们，你就会了解，植物每时每刻都在发生着变化。 藤蔓类植物总是要借助其它生物体，来保证自己的生存。为了找到依靠，有的植物，要不停的变换生存空间，以便在树林里，激烈的阳光争夺战中保留一席之地，这时它们很像是一位开拓者。还有的植物会以寄生的姿态，攀附于邻近的植物，以便从那里获取营养，菟丝子就是这样。相对于宿主来说，菟丝子是一位极不受欢迎的入侵者。当然不论以何种手段来实现生存的目的，它们中的大多数都选择了螺旋运动的方式。 我们前面提到过，不同的藤蔓类植物，它们的缠绕茎会有两种相反的方向。而这二者之间有着对称的特点，就像左手与右手之间的差异性一样。因此为了便于研究，我们把这类问题统称为手性现象。手性现象是伴随着柱状螺旋线的出现而存在的，飓风、气旋等等都具有手性现象。 那么植物的手性是怎么确定的呢？ 在植物界，左手性与右手性植物的数量不完全对称，我们常见的植物中以右手性居多。 英国博物学家达尔文（Charles Robert Darwin，1809－1882）在《攀缘植物的运动和习性》一书中描述了42种攀缘植物，其中有31种都是右手性。 前面提到的牵牛花是一年生草本蔓性植物，原产地在ZG南部、南美洲以及非洲。它和菟丝子一样都是旋花科植物，并且缠绕茎也都为右手性。 我们常吃的蔬菜，豆角也是右手性的植物。 接下来提到的紫藤比较特别，我们通过对紫藤茎的观察发现，同属不同种的植物，它们的茎蔓有可能会出现两种手性。除了手性不同，外观上也有差异。这一棵，从老茎到新枝，都是右手性的，叫ZG紫藤，它的花序颜色为淡紫色。而这株左手性的紫藤叫豆科多花紫藤（Wisteria floribunda），原产地在日本；它的花序就比较长。另外，左手紫藤羽状复叶的小叶片数量通常要多一些，一般在13-19片，而右手性的紫藤一般不超过13片。 当然手性的出现并不，自然界里也有不具备手性的藤蔓类植物。比如凌霄，它是依靠气生根向上攀附；爬山虎则是依靠吸盘保持运动状态。 植物的手性不像气旋、飓风现象那么引人关注，要注意到身边的植物。除非经过很仔细的观察。 植物默默地继承从祖先那里得来的特征，丝毫不理会我们徒劳的尝试。但人们对它的好奇却没有停止，并由此衍生出种种推测。一般人们认为，植物的手性，可能与科里奥利力有关，是地球引力和磁力共同作用的结果。科里奥利力的确存在，它是地球的自转对运动于地球表面的物体产生的一种惯性力。泛滥的洪水、疯狂的飓风产生的根本原因都离不开科里奥利力作用的结果。 自从手性问题与DNA分子之间的联系被发现之后，在植物界乃至更广泛的领域里呈现出手性的现象也就不足为奇了。它似乎在暗示另一种可能性，即植物以不同螺旋的方式生长，是受它们遗传密码控制的结果。但是科学不会仅停留在对现象的猜测，它会不断地深入下去，Z终寻找到本质的对应关系。 1953年詹姆斯•沃森和弗朗西斯•克里克两位年轻的学者，在剑桥大学的卡文迪什实验室发现了DNA的双螺旋结构，奠定了现代分子生物学的基础，事实上它的意义可以深入到更广泛的领域。螺旋状的形态在自然界存在得相当广泛。从分子到生物体器官、动物行为，随处可见。蝶蛾类的虹吸式口器，的壳体结构，人的精子在行进中尾部的运动方式，人耳窝内的螺旋骨质构造等等。可以说无处不在的螺旋是生物体构造的基本形式之一，同时也包含了许多内在的合理性和外在的美。

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