植物中隱藏着神祕數字嗎？

流言：植物中存在着不同類型的黃金比例，植物的葉片花朵數目都是按照斐波那契數列來生長的，這樣的現象不可能是自然形成的，正是智慧設計存在的證據。

真相：看來人類對於斐波那契數列的熱愛已經不僅僅侷限在數學圈了，那麼事實如何呢？對於植物界的情況，簡單來說就是，雖然一些植物形態中確實隱藏着斐波那契數列的蛛絲馬跡，但大多數植物的花瓣和葉片的數目與斐波那契數列無關。

我們先來了解一下什麼是斐波那契數列，Fn+1=Fn+Fn-1，這個數列中的每個數字都是前兩項數之和，如果是以1，1開頭的自然數數列，1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89……這些數字被稱爲斐波那契數。同時，這個數列中還暗含着黃金比例，如果用數列中的每一個數字去除它後面的數字，數字越大，結果就越趨近於1.618，也就是我們平常所說的黃金比例。

植物中首先被提及與斐波那契數列有關的是花瓣數。不可否認，確實有一些花的花瓣數目暗合這個數列中的數字。比如梅花、山桃花、蘋果花、山茶花都是5個花瓣；而鳶尾和鴨跖草是典型的有3個花瓣的花（雖然鳶尾的萼片看起來很像花瓣，經常被看成6枚花瓣的花）。但是，除此之外的很多植物的花瓣數目並不在這個特殊的數列裏，我們平常見到的百合花和君子蘭都有6片花瓣。更爲是常見的是，以油菜、蘿蔔爲代表的十字花科植物，花瓣都是4枚。

5個花瓣的代表：報春花（左），杏花（右）

3個花瓣的代表：鴨跖草（上），鳶尾（下）

花瓣數不是斐波那契額數的代表：6個花瓣的百合花（左），4個花瓣的二月蘭（右）

而且，植物花瓣的數量也不是永恆不變的。例如，原種野生玫瑰的花瓣是5枚，是一個斐波那契數，但是現在花店賣的商品玫瑰（小心！絕大多數其實是月季）經過培育，花瓣加倍，變成什麼數目已經不可預期了。

如果需要尋找花瓣數目同斐波那契數的關聯，那花瓣“基數”還算是一個不錯的聯繫紐帶。就像樓房有樓層差別一樣，花瓣通常會從內向外分成幾輪，每一輪的花瓣數量又是固定的，植物學家把這個固定的數量取了一個名字叫“花基數”。一般來說，很多雙子葉植物的花基數就是5（除了例外的十字花科等），而單子葉植物花瓣的基數是3。雖然百合是花瓣6枚的單子葉植物，但其實是每輪3瓣的兩輪排列，花基數仍然是3。單子葉植物和雙子葉植物爲什麼會出現這種特有的花基數，猜測是由於特殊的控制花發育的基因決定的，不過到目前爲止還沒有找到絲毫證據。

在有些時候，植物必須考慮空間上的經濟性。拿花序來說，一些植物必須安排儘可能多的小花在一起，增強“小花羣體”的吸引力，同時還需要減少小花之間的相互干擾，小花相互之間的重疊越少越好，保證這些小花擁有平均的空間。模擬發現每旋轉137.5度（2π×(1-0.618)）安排一個花朵是最合理的設計，而實際中菊科植物的花序就是這樣安排的。此外，數一數從向日葵中心向外延伸的螺旋線，你會發現，它們也與數列有密切聯繫。在有300個小花的向日葵花盤上，可以找到34條左旋的曲線和21條右旋的曲線。更大的花盤能找出更多條螺旋線，但是螺旋線的數目總是斐波那契數。類似的，人們還發現菠蘿和松果的花和種子也是類似的排列，上面的螺旋線有的是8條，有的是13條。34、21、8、13，這些都是斐波那契數。不過，這樣的排列是如何形成的，科學家們還沒有找到答案。

向日葵花序的螺線：左旋55，右旋34

鬆塔的螺線：左旋13，右旋8

即便是這樣，自然也同時存在其他許多種花序排列。像油菜和蘿蔔等十字花科植物的花序就是向上延展的，而像垂序火鳥蕉這樣的植物的花序則是向下延伸的，這些花序中的小花都是順次排列在一個花序軸上，至於櫻花，海棠花之類的花序上小花則是鬆散的組合在一起，並不存在有限的空間排布花朵的問題，也就沒有什麼特殊的排列角度和排列小花數量的問題，與斐波那契數並沒有什麼關聯。

薺菜花序（左），垂序火鳥蕉的花序（右），都與斐波那契數無關

有一些報道中說樹葉的排列也有特別的數字，比如葉片的生長也遵循旋轉137.5度的安排，這樣的安排可以最大程度減少葉片之間的相互遮擋，更有效地吸收太陽光。但是很多植物的葉片並非是旋轉生長的，比如紫薇和金銀木的葉片就是在枝條的兩側排成兩列，而黃楊的葉子則是呈現出十字交叉的樣子，還有很多像草莓這樣地貼地生長的植物，葉片都排列在平行於地面的一個平面上。

兩側排列的金銀木葉子（左），十字交叉排列的大葉黃楊葉子（右）

在大自然中找到數學規律的身影是有趣迷人的。不過，要是把這些規律看作是自然的普適規律，並引申出是存在創造者設計的觀點就不恰當了。

結論：有些花瓣的數量和花序的排列確實體現出了斐波那契數列。但是大多數植物的花瓣和葉片排列並不會遵循這個原則。之所以出現斐波那契數和黃金比例的角度，都是能最有效利用空間的模型，而在不需要考慮空間使用的情況下，就會隨機分佈了。是否出現特別的數列，都與植物對生存環境的適應有密切關係。