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黎日工:牵牛花为什么这样旋?
 
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黎日工:牵牛花为什么这样旋?


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黎日工:牵牛花为什么这样旋?

雨过天晴,数丛牵牛花蓦地爬上了篱笆的顶梢。红的、白的、紫的小喇叭朝天开放,田野里一片宁静。这时候你一定会回忆起儿时的乐趣,走近几步来聆听喇叭的声音。你会发现,一件奇怪的事可能是你孩提时所疏忽的。那些象螺丝的螺纹一样地盘旋在竹竿上的牵牛花茎干竟然都一律沿逆时针方向朝上攀登,用一句工厂里钳工的话说,都是顺牙螺丝!你用右手握住竹竿,大姆指朝上翘起,四指恰好指着花茎所成曲线的绕向。数学上称此种曲线为右旋圆柱螺线。竿竿牵牛花都如此右旋而上,似乎在服从一道不可违抗的命令。原来连这个右旋性也与喇叭型花朵一样是牵牛花的遗传性质。但这遗传特征是如此简单——一条右旋圆柱螺线!微分几何中证明:圆柱螺线是最简单的空间曲线;存在旋向相反的两类螺线——右旋的和左旋的螺线,彼此成为镜象。你大姆指朝上双手相对握住两竿,左手四指所指绕向就是右旋的镜象。也有左旋的攀援植物如达尔文观察过的蛇麻草、豆田里的莬丝子,那便是倒牙螺丝了。圆柱螺丝虽然简单,却充分显示出遗传的力量。至此你的诧异是否消失了?不但没有而且会变得更多,只要深入下去,一个诧异就会变成两个。

第一个诧异是:遗传怎样使牵牛花右旋?此问题从当代科技水平来看,应该能回答但需要时间。这是一个难点颇多的综合性的大问题。大概要从分子、基因一直谈到牵牛花的宏观结构及生长机理。这方面已有若干线索,例如牵牛花体内有一种生长素能控制茎的生长,它使贴住竹竿部分长得慢些,外缘部分长得快些,从而产生螺旋式攀登。未必只有生物学家才能找到这一问题的答案,搞数学的搞物理的都有可能捷足先登解决其中难点。

第二个诧异是:为什么要这样遗传?为什么牵牛花要右旋而蛇麻草要左旋?这个问题现在能不能回答?对这个问题,有一点可以说,回答它需要想象,答案也许会在谁的梦境中诞生。笔者做过一个设想:此种遗传的发生似与地球两个半球有关。设想亿万年前有两种缠绕植物始祖一在北半球一在南半球,为了在清晨的初始时刻跟踪东升西落的太阳,漫长的进化不就必然地使它们形成了相反的旋向吗?照此推论,那些起源于赤道附近的缠绕植物不会有固定旋向。果然,自然界确实存在一些左右旋两可的中性植物。设想的另外一个推论是右旋植物应起源于南半球。果然,资料显示牵牛花祖籍在阿根廷!至此不禁使人联想到:DNA的右旋性也否也与生命的起源位置有关。一杆牵牛花竟然引出这么多有趣的故事,难道你不想也在蓝天下自由地舒展一下思想的翅膀吗?

后记:本文是作者署名“李景功”登在1984年4月4日上海新民晚报副刊上,其中关于缠绕植物旋向起源的设想获得众多著者包括植物学家在内的引用。续写“关于缠绕植物旋向的起源”一文发表在1985年5月“遗传”上,最后又将设想推广到植物叶序现象,“植物的叶序”一文发表在1986年1月“生物数学学报”Vol.1 No.1上,现在,完全可以引用生命起源JGL理论框架再证明缠绕植物与植物叶序必定沿圆柱螺线起源,而旋向则是由初始作用向光性形成的。写上文时我在大学教几何,在上大学时就有从几何学观察生命起源图景的想法,此文可列为系列文“关于人和宇宙的设想(0)”。

寄自德国

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