动植物图案呈现的科学.docx

动植物图案呈现的科学大自然为生存其中的众多动植物设计了许多精妙的图形，图纹和色彩搭配总是令人赏心悦目，堪称最高妙的艺术家而且，这些图案不仅很美而且彳艮实用那么，漂亮的图案背后又藏着哪些奥秘呢？隐藏着生存意义的对称性对称也许是自然界最为常见的图形了动物界,镜像对称（左右又寸称）是动物对称的主要特征，比如从一只蝴蝶，一只老虎身上可以找到一条中轴线，假设一折 叠，动物的左右两边可以重合在植物中，通常是旋转对称，像许多花卉如玫瑰,动物的某些群体如海葵，绕一个顶点旋转180后,仍然与原来的图形重合,这就 是类似圆形的旋转对称在棘皮动物中甚至有五倍对称性，比如海葵、海星、海 口寺寺O对称性的东西让人能产生美感，使得人类创造了更多的对称性艺术作品比如许 多古寺庙都有中轴线，桌角板凳、厨房厨具都有一定的对称性，而古代的对联及 律诗也是对称的,讲究音律美那么，对称性对于生命生存而言还有什么科学道 理吗？目前/取曰丿的解释是”在动物王国中”这种双边对称可以使得动物们在中枢神经系统指挥下，身体保持平衡,四肢更加协调这样才能方便动物们更好地进行奔跑、行走等活动进化论者认为,比起不对称的动物，正是双边对称的特征使 得这些动物能更好地生存下来。

而对于海葵这些静止的生物来说，食物或者威胁可以来自任何方向，这就决定了 它们的接收器需要遍布在各个方向，所以常常呈现旋转对称对称性也常常暗示着动植物有更好的基因，因为只有良好的基因才能策划出如此 有规律的生长模式这也暗示这个生物是健康的会受到异性的青睐而存活下来螺旋状与黄金角在植物界，向日葵的种子之间没有丝毫间隙地紧密排列，形成令人艳羡的完美螺 旋形菠萝皮、蛇果皮，都按螺旋形排列;高等植物围绕着树茎生长的叶子也是 呈螺旋状排列不仅如此，这里面还蕴含有数学规律如果以一片叶子作为起点， 沿着螺旋开始向上数叶片將数到的最后一片在方向上和起始叶片重叠的叶片作 为终点，记录第一片叶子和最后一片叶子的螺旋形绕茎的周数（叶序周数）及叶 片的总数,就会发现，植物的叶序周数和叶片总数，花盘类植物的螺旋数竟然都 是斐波那契数斐波那契数指的是一组如0、1、1、2、3、5、& 13. 21、34 等的整数数列，每个数字大都是前两个数字之和当再测量下根据斐波那契数列排列的植物螺旋线的弧度时,就会发现这些弧度形 成的角度正好是137.5 ,许多植物的茎叶和果实几乎都是按照这个137.5模式 排列的137.5这个角度有什么特别之处吗?通过计算机模拟科学家们确认:H7.5。

堪称黄金角度，因为它竟然是种子不留 间隙排列的唯一角度，也就是说这种角度使得花朵顶端可以排列最多的种子,或 者使得树干拥有最多的叶子对于植物而言，只有选择这种数学模式，才能最大 限度地利用生长空间，使得所有的花盘种子或者叶子具有差不多的大小而又疏密 得当对叶片排列而言，按斐波纳那契数螺旋式排列能最大程度减少叶片之间的 相互遮挡，更有效地吸收太阳光，进行光合作用可见植物叶子或种子的螺旋式 排列不只是美观,它更是植物生存的基本需要不仅是植物世界，螺旋图案广泛存在于整个自然界中一架大型喷气式客机如果 想节省时间地走捷径，比如从欧洲直线飞往北美洲，最终很可能会尴尬地降落在目的地以北3000千米的地区，避免飞机在北极圈着陆的唯一办法就是按照螺旋 形路线前进马桶里的涡旋、毁灭性的飓风、龙卷风这些也是螺旋图案今天, 科学家们已经找到了其中部分原因，它可能来源于科里奥利效应在这种效应中, 地球的自转力往往使所有物体朝同一个方向运动赤道以北的低压系统逆时针自 转,南半球的情况则正好相反,这种自传力正是许多螺旋结构形成的来源绚丽的斑点与条纹 斑点点缀着豹子和瓢虫使得它们格外漂亮，神仙鱼和斑马的条纹也让人觉得异常夺目。

神奇的大自然从来不会生产无用之物，这些漂亮的小装饰又有哪些意想不到的用途呢？ 一个合理的解释是，这些图案将增加动物们生存和繁殖的几率动物图案的一个功能是伪装花纹和斑点常常有隐藏、迷惑的作用例如，纯色反射的是整齐的 模式，而斑马黑白图案反射的是多种光线,利用这种反射,斑马在奔跑过程中很容易晃得让捕食者眼花，夺命吸血蝇也不喜欢降落在这种黑白图案上面豹子的 斑点身体则像一个迷彩服一样,可以让它很好地在丛林里伪装这些图案的另一个功能是发送信号一个有着黑色斑点的瓢虫不太可能被猛禽攻 击，因为如果一个动物具有很刺眼的警告颜色，可能暗示着苦味或有毒如果一 只小鸟第一次见到瓢虫，无视警示图案吃它们后，也只会尝试这么一次,很快就 会吐出这些味道很苦的虫子在与这些颜色亮丽的虫子长期斗争的过程中,鸟类 将学会辨别这样外表的虫子不能吃对于那些有花纹和色彩的植物来说，这些图案可能让植物们更显目”吸引远处的 授粉动物研究者们已经证实欧洲蜜蜂及其他传粉昆虫，会被花辐射状的色彩和 条纹吸引。