필로택시

Phyllotaxis
알로에 폴리필라의 십자형 나선

식물학에서, 엽록(phyllotaxis) 또는 엽록([1]phyllotaxis)은 식물의 줄기에 잎을 배열하는 것이다.엽정나선은 자연에서 독특한 종류의 패턴을 형성한다.

리프 어레인지먼트

반대쪽 잎
소용돌이 잎 무늬
교대(나선형) 잎 패턴의 두 가지 다른 예

줄기에 있는 잎의 기본 배열은 마주보고 번갈아 나 있습니다.잎은 또한 여러 잎이 줄기의 동일한 수준(같은 노드)에서 발생하거나 발생하는 것처럼 보일 때 휘몰아칠 수 있다.

Veronicastrum virginicum은 긴 인터노드로 분리된 소용돌이 모양의 잎을 가지고 있다.

반대편 잎 배열에서는 두 잎이 줄기의 반대편에서 같은 수준(같은 노드)의 줄기에서 나온다.반대편 잎쌍은 두 잎의 소용돌이로 생각할 수 있다.

대체(나선형) 패턴의 경우 각 잎은 줄기의 서로 다른 점(노드)에서 발생합니다.

클리비아의 원위엽 배열

"2단계 잎 배열"이라고도 불리는 원위상 엽록은 줄기의 잎이 줄기의 반대편에 있는 두 개의 수직 기둥에 배열되는 마주보는 잎 배열 또는 교대 잎 배열의 특별한 경우입니다.예를 들어 부폰과 같은 다양한 구근 식물들이 있다.가스테리아나 알로에 등의 다른 식물 습성이나 구마라플리카틸리스 등 관련종의 성숙한 식물에서도 나타난다.

한 쌍의 잎이 한꺼번에 교체되고 오래된 한 쌍의 잎이 시들해질 때 살아있는 활성 잎 한 쌍만 남기는 데코스테이트 성장을 보이는 리톱스 종

반대 패턴으로, 연속되는 잎 쌍이 90도 간격으로 있다면, 이 습관은 디쿠세이트라고 불립니다.그것은 Crassulaceae[2] Decussate Philotaxis과에서 흔히 볼 수 있다.Rithops와 Conophytum과 같은 Aizoaceae의 속에서는 많은 종들이 한번에 완전히 발달한 두 개의 잎을 가지고 있는데, 오래된 한 쌍은 식물이 [3]자라면서 다시 접혀지고 소멸되어 새로운 한 쌍을 위한 공간을 만듭니다.

반원형 잎 무늬
Crassula rupestris의 엽상증 제거

특히 인터노드가 짧은 플랜트를 제외하고 플랜트에서는 선회배치가 상당히 이례적이다.엽상성이 있는 나무의 예로는 브라베줌 스텔라티폴륨과[4] 그와 관련된 [5]마카다미아속 등이 있다.

잎이 모두 새싹의 밑부분에 부착되어 있고, 잎사귀가 작거나 존재하지 않는 기초구조로서 환부가 발생할 수 있다.많은 수의 잎이 원형으로 펼쳐져 있는 기저부를 로제트라고 합니다.

반복 나선

반복 나선형의 잎사귀에서 잎사귀까지의 회전각은 스템을 중심으로 한 전체 회전의 비율로 나타낼 수 있습니다.

원위 원위형 잎은 전체 회전의 1/2 각도를 가질 것이다.너도밤나무와 헤이즐은 1/3, 참나무와 살구는 2/5, 해바라기, 포플러, 배는 3/8, 버드나무와 아몬드는 5/[6]13입니다.분자와 분모는 보통 피보나치 숫자와 그 두 번째 후계자로 구성됩니다.단순한 피보나치 비율의 경우 잎이 세로줄로 정렬되기 때문에 잎의 수를 순위라고 부르기도 합니다.피보나치 쌍이 클수록 패턴은 복잡해지고 반복되지 않습니다.이것은 기본적인 구성에서 발생하는 경향이 있습니다.예시는 복합 꽃과 씨앗 두상에게서 찾을 수 있습니다.head)에서 찾을 수 있습니다.가장 유명한 예는 해바라기 머리입니다.이 엽문 패턴은 십자형 나선형의 광학 효과를 만들어 냅니다.식물학 문헌에서 이러한 설계는 시계 반대 방향 나선의 수와 시계 방향 나선의 수로 설명됩니다.이것들도 피보나치 수치로 판명되었습니다.나선형이 소용돌이로 구성되기 때문에 피보나치 수의 배수인 경우도 있습니다.

결정.

식물의 잎의 패턴은 궁극적으로 체내 [7]특정 부분의 식물 호르몬 옥신의 국소적인 고갈에 의해 조절된다.잎은 옥신이 [disputed – discuss]없는 국소적인 영역에서 시작됩니다.잎이 시작되어 발달을 시작하면 옥신은 잎을 향해 흐르기 시작하고, 따라서 새로운 잎이 시작되는 메리스템의 다른 영역에서 옥신이 고갈됩니다.이것은 궁극적으로 자기 전파 시스템을 발생시키고, 자기 전파 시스템은 수계 [8]지형의 다른 영역에서 옥신의 썰물과 흐름에 의해 제어된다.

역사

참고 항목: 자연 속 패턴 » 이력

레오나르도 다빈치처럼 몇몇 초기 과학자들은 식물의 [9]나선 배열에 대한 관찰을 했다.1754년 샤를 보닛은 식물의 나선형 엽록성이 시계방향과 시계반대방향 황금비율로 [10]자주 표현되는 것을 관찰했다.필로택시의 수학적 관찰은 칼 프리드리히 쉬페러와 그의 친구 알렉산더 브라운의 1830년과 1830년에 각각 뒤따랐다; 오귀스트 브라바이스와 그의 동생 루이스는 [10]1837년에 필로택시 비율을 피보나치 수열과 연결시켰다.

메커니즘에 대한 통찰은 1868년 빌헬름 호프마이스터가 모형을 제안할 때까지 기다려야 했다.새싹 자루의 가장 붐비는 부분인 원시 잎이 형성됩니다.연속된 잎사귀 사이의 황금각은 이 밀림의 맹목적인 결과이다.3개의 금색 호는 원을 감싸기에 충분한 양보다 약간 더 크기 때문에 두 개의 잎이 중심에서 가장자리로 같은 방사선을 따라가지 않습니다.생성 나선형은 프로테아 꽃 원반이나 파인콘 비늘과 같은 밀집된 식물 구조에서 나타나는 시계 방향 및 시계 반대 방향 나선형을 생성하는 것과 같은 과정의 결과입니다.

현대에는 메리 스노우와 조지 스노우[11] 같은 연구자들이 이러한 연구를 계속했다.컴퓨터 모델링과 형태학 연구는 호프마이스터의 아이디어를 확인하고 다듬었다.상세한 것에 대해서는 의문점이 남아 있다.식물학자들은 잎 이동의 제어가 원시적인 힘 사이의 화학적 구배에 의존하는지 아니면 순전히 기계적 힘에 의존하는지 여부에 대해 나뉘어져 있다.피보나찌가[citation needed] 아닌 루카스 숫자가 몇몇 식물에서 관찰되었고, 때때로 잎의 위치가 무작위인 것으로 보인다.

수학

필로택시의 물리적 모델은 단단한 구를 채우는 에어리의 실험으로 거슬러 올라간다.Gerrit van Iterson은 실린더(롬빅 격자)[12]에 그려진 그리드를 그렸다.Douady 등은 엽사 패턴이 동적 [13]시스템에서 자기 조직화 과정으로 나타난다는 것을 보여주었다.1991년, 레비토프는 원통형 기하학에서 반발 입자의 가장 낮은 에너지 구성이 식물성 [14]엽록성의 나선형을 재현한다고 제안했다.더 최근에는 니솔리 외(2009)는 "줄기"[15][16]를 따라 쌓아올린 베어링에 자석 다이폴을 이용해 만든 "자석 선인장"을 제작하여 그것이 사실임을 입증하였다.그들은 이러한 상호작용하는 입자들이 식물학이 산출하는 것 이상의 새로운 동적 현상에 접근할 수 있다는 것을 증명했다. 즉, "역학적 필로택시" 계열의 비국소 위상 솔리톤이 이러한 시스템의 비선형 영역에서 나타나는 것은 물론 선형 들뜸의 스펙트럼에서 순수하게 고전적인 로톤과 맥손이다.

구체의 촘촘한 패킹은 펜타프리즘 면이 있는 12면체 테셀레이션을 생성합니다.펜타프리즘 대칭은 피보나치 급수와 고전 [17][18]기하학의 황금 부분과 관련이 있다.

예술 및 건축 분야

필로택시는 많은 조각과 건축 디자인의 영감으로 사용되어 왔다.히즈메 아키오( ak hasio)는 피보나치([19]onac) 계열의 대나무 탑을 여러 개 세워 전시하고 있다.살레 마수미는 아파트 발코니가 중심축을 중심으로 나선형으로 투영되고 아파트 바로 아래 [20]발코니에 그늘이 생기지 않는 아파트 설계를 제안했다.

「 」를 참조해 주세요.

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레퍼런스

  1. ^ ύύνννννττLiddell, Henry George; Scott, Robert; 페르세우스 프로젝트의 그리스 영어 사전
  2. ^ Eggli U (6 December 2012). Illustrated Handbook of Succulent Plants: Crassulaceae. Springer Science & Business Media. pp. 40–. ISBN 978-3-642-55874-0.
  3. ^ Hartmann HE (6 December 2012). Illustrated Handbook of Succulent Plants: Aizoaceae A–E. Springer Science & Business Media. pp. 14–. ISBN 978-3-642-56306-5.
  4. ^ Marloth R (1932). The Flora of South Africa. Cape Town & London: Darter Bros., Wheldon & Wesley.
  5. ^ Chittenden FJ (1951). Dictionary of Gardening. Oxford: Royal Horticultural Society.
  6. ^ Coxeter HS (1961). Introduction to geometry. Wiley. p. 169.
  7. ^ Traas J, Vernoux T (June 2002). "The shoot apical meristem: the dynamics of a stable structure". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 357 (1422): 737–47. doi:10.1098/rstb.2002.1091. PMC 1692983. PMID 12079669.
  8. ^ Smith RS (December 2008). "The role of auxin transport in plant patterning mechanisms". PLOS Biology. 6 (12): e323. doi:10.1371/journal.pbio.0060323. PMC 2602727. PMID 19090623.
  9. ^ Leonardo da Vinci (1971). Taylor, Pamela (ed.). The Notebooks of Leonardo da Vinci. New American Library. p. 121.
  10. ^ a b Livio, Mario (2003) [2002]. The Golden Ratio: The Story of Phi, the World's Most Astonishing Number (First trade paperback ed.). New York City: Broadway Books. p. 110. ISBN 978-0-7679-0816-0.
  11. ^ Snow, M.; Snow, R. (1934). "The interpretation of Phyllotaxis". Biological Reviews. 9 (1): 132–137. doi:10.1111/j.1469-185X.1934.tb00876.x. S2CID 86184933.
  12. ^ "History". Smith College. Archived from the original on 27 September 2013. Retrieved 24 September 2013.
  13. ^ Douady S, Couder Y (March 1992). "Phyllotaxis as a physical self-organized growth process". Physical Review Letters. 68 (13): 2098–2101. Bibcode:1992PhRvL..68.2098D. doi:10.1103/PhysRevLett.68.2098. PMID 10045303.
  14. ^ Levitov LS (15 March 1991). "Energetic Approach to Phyllotaxis". Europhys. Lett. 14 (6): 533–9. Bibcode:1991EL.....14..533L. doi:10.1209/0295-5075/14/6/006.
    Levitov LS (January 1991). "Phyllotaxis of flux lattices in layered superconductors". Physical Review Letters. 66 (2): 224–227. Bibcode:1991PhRvL..66..224L. doi:10.1103/PhysRevLett.66.224. PMID 10043542.
  15. ^ Nisoli C, Gabor NM, Lammert PE, Maynard JD, Crespi VH (May 2009). "Static and dynamical phyllotaxis in a magnetic cactus". Physical Review Letters. 102 (18): 186103. arXiv:cond-mat/0702335. Bibcode:2009PhRvL.102r6103N. doi:10.1103/PhysRevLett.102.186103. PMID 19518890. S2CID 4596630.
  16. ^ Nisoli C (August 2009). "Spiraling solitons: A continuum model for dynamical phyllotaxis of physical systems". Physical Review E. 80 (2 Pt 2): 026110. arXiv:0907.2576. Bibcode:2009PhRvE..80b6110N. doi:10.1103/PhysRevE.80.026110. PMID 19792203. S2CID 27552596.
  17. ^ Ghyka M (1977). The Geometry of Art and Life. Dover. ISBN 978-0-486-23542-4.
  18. ^ Adler I. Solving the Riddle of Phyllotaxis: Why the Fibonacci Numbers and the Golden Ratio Occur On Plants.
  19. ^ Akio Hizume. "Star Cage". Retrieved 18 November 2012.
  20. ^ "Open to the elements". World Architecture News.com. 11 Dec 2012.