赫尔辛基大学 信用:Pixabay/CC0公共域 当人们被要求画向日葵花时，几乎每个人都画一个被黄色花瓣包围的大圆圈
“实际上，那种结构是花头，或者说是头状花序，它可能由数百朵花组成，也称为小花
芬兰赫尔辛基大学农业和林业学院的园艺学教授保拉·埃洛玛说:“周围的‘花瓣’在结构和功能上与靠近中心的小花不同。”
巨大的花序是有益的，因为它能有效地吸引授粉者
当授粉者在花序周围移动时，他们在旅途中为数百朵小花授粉
花头中小花的顺序不是随机的
取而代之的是，它们被图案化成规则的螺旋，其数字遵循数学上熟悉的斐波那契数列
斐波那契数是序列中前面两个数的和:1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144
在花头中，左右螺旋的数量总是两个连续的斐波那契数
向日葵的头状花序可以有多达89个右旋螺旋和144个左旋螺旋，而非洲菊，另一种菊科植物中研究较多的植物，螺旋较少(34/55)
几个世纪以来，自然界的几何规律一直吸引着生物学家和数学家
“非洲菊是一个很好的研究对象，因为在研究单个基因的功能时，例如在植物发育过程中，我们可以使用生长在温室中的转基因植物作为工具
就向日葵而言，基因转移还不是常规程序
非洲菊基因组接近人类基因组的大小，目前正在测序
经验表明非洲菊是一种很好的模式植物，”埃洛马说，自20世纪80年代末非洲菊还是婴儿时起，他就为芬兰的非洲菊研究做出了贡献
非洲菊头状花序的叶状模式发表于PNAS 2021
信用:张腾，米科拉伊·西斯拉克，安德鲁·欧文斯，汪锋，苏维·K
布罗霍姆，天河城
Teeri，Paula Elomaa和Przemyslaw Prusinkiewicz 现在，研究人员第一次能够在分子水平上研究非洲菊的花原基是如何在生长点或分生组织中形成螺旋状的
他们已经有了一种技术解决方案，这种技术在植物科学中的应用在几十年前还是梦寐以求的
在x光断层扫描的帮助下，研究人员扫描了分生组织发育不同阶段的三维图像
利用共聚焦显微镜，他们观察了小至一毫米的分生组织，以确定决定原基位置的植物激素生长素的位置
最后，研究人员将数学模型应用到与卡尔加里大学教授普热米斯拉夫·普鲁辛凯维奇合作获得的数据中
最终的结果是一个三维计算机模型，模拟了一个真正的花头图案
研究人员发现非洲菊的分生组织已经在分子水平上形成了图案，即使在电子显微镜下也看不到原基或其他变化
在生长过程中，生长素水平在分生组织的几个部位同时达到最大值
这些被称为生长素最大值的聚集点的数量随着分生组织直径的增长而快速增加，遵循斐波那契数
新的生长素最大值总是在两个相邻的最大值之间形成，并且移动，使得它总是更靠近较老的相邻值
这就是为什么螺旋即使在不完全对称的分生组织中也是规则的
" 这些发现表明分生组织的扩大生长是影响例如花头中小花的最终数量的因素
“除此之外，这种影响还体现在种子产量上，这是向日葵的一个重要因素，因为它是专门作为饲料和食物种植的
同样的模型也有可能解释花器官的数量和模式
在未来，这些信息将被应用于，例如，草莓
在草莓中，果实的大小是由雌蕊的数量决定的，”埃洛玛指出
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