MMOnline – Информационный портал о мехмате МГУ

Уже более трех веков ботаники и математики восхищаются сложностью и красотой спиральных структур, образующихся по мере развития растения. Семена на стебле, семена или лепестки в цветке, причем у самых разных растений - броколли, сосны, артишока, водяной лилии - все они создают сложные спирали, повторяющие известную математическую последовательность чисел. Чтобы выявить математические основания филотаксиса (организации листьев и других органов вокруг стебля) математики Крис Гол из Smith College (США) и его швейцарская коллега Пау Атела объединились с ботаниками из Ботанического сада Smith College.

Гол рассказал, что спирали у растений часто образуются согласно последовательности Фибоначчи (1,1,2,3,5,8,13 и т.д.), где каждое число является суммой двух предыдущих. Спиральные цепочки у растений часто идут в противоположных направлениях, причем обычно их несколько. Число спиралей часто тоже выражается двумя последовательными числами Фибоначчи. Так, цветок английской дэйзии состоит из 21 спирали по часовой стрелке и 34 - против. Сосновая шишка имеет 8 спиралей в одном направлении и 13 - в другом (8 и 13 идут друг за другом в последовательности Фибоначчи).

Чтобы объяснить, почему в растительных спиралях доминируют числа Фибоначчи, Гол и Атела начали с теории ботаника XIX века Вильгельма Хофмейстера, который заметил, что листья у растений появляются в наименее "населенных" участках стебля вокруг меристемы (или растущей верхушки). Затем они по кругу перемещаются от центра. Модель динамической системы, разработанная учеными, позволяет предположить, что этих простых геометрических правил достаточно, чтобы получить те спирали, которые мы видим в природе.

Ученые утверждают, что вне зависимости от того, знают ли растения математику, они запрограммированы следовать определенному набору законов развития, что позволяет предположить, что эти "узоры" дают эволюционное преимущество.

www.km.ru