纏繞植物原理

纏繞植物的纏繞方向有兩種，即左纏繞和右纏繞。植物的纏繞方向對某一種植物來說是固定不變的，這種固有的纏繞方向是由它們的遺傳基因來控制和決定的。在對150種纏繞植物的觀察中，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)是左纏繞(順時針)，只有少數(shù)是右纏繞(逆時針)。是什么因素影響纏繞植物的基因呢"_blank" href="/item/慣性離心力/1532947" data-lemmaid="1532947">慣性離心力的作用外，還要受到另一種被稱為科里奧利力的慣性力作用。地球是一個轉動的非慣性系，如果地球上的物體相對于地球運動，只要相對速度不與地球白轉軸平行，物體就要受到科里奧利力的作用。由于植物的發(fā)源地不同，有的起源于北半球，有的起源于南半球，這就決定了植物在生長過程中，纏繞的方向不同。進一步研究表明纏繞植物的方向與其在地球上發(fā)源地有關，這種現(xiàn)象也叫卡皮羅現(xiàn)象。經(jīng)過反復觀察分析，起源于南半球的本質(zhì)藤本植物葡萄纏繞方向為左旋，起源于北半球的纏繞植物牛皮消和紫藤的纏繞方向為右旋。

研究顯示，現(xiàn)生纏繞植物里，超過九成向右螺旋生長。但這種習慣右旋的習性，在遠古時期卻未必如此。2019年11月20日新華網(wǎng)報道，一支由中國、捷克、美國古生物學者組成的研究團隊，在內(nèi)蒙古地區(qū)的沼澤森林遺址里，發(fā)現(xiàn)一種迄今最古老的纏繞植物化石，這是一種約3億年前的纏繞植物。與現(xiàn)在絕大多數(shù)纏繞植物向右螺旋生長不同，這種植物向左螺旋生長。

手性一詞源于希臘詞，手性及手性物質(zhì)只有兩類：左手性和右手性。有時為了對比，另外加上一種無手性(nochirality)作參照，可稱它為“中性手性”。左手性用￡表示，右手性用D表示，中性手性用M表示。左手(性)與右手(性)單靠平移和旋轉不可能完全重合，必須做鏡像操作才能重合，所以手性對稱也叫鏡像對稱。

關于螺旋的手性，通常的定義是：伸出一只手，讓大拇指指向螺旋的軸向．另外四個手指握拳，于是由手掌到四個指尖有一“前進”方向；如果螺旋正好與伸出的左手相符，則此螺旋為左手性的(垂直軸向觀看，螺旋是順時針的)，反之為右手性的(垂直軸向觀看，螺旋是反時針的)。在氣象學中，定義也是一樣的。在北半球，低壓區(qū)能夠形成左手性的氣旋，高壓區(qū)能形成右手性的氣旋。南半球情況正好相反。

手性所能描述的事物極其多樣，大至星系旋臂、行星自轉、大氣氣旋，小到礦物晶體、生物大分子和有機小分子、安培電流、弱相互作用的宇稱不守恒等等。在植物學中，手性也是一個重要的形態(tài)特征。如楓葉、兜蘭等植物的形態(tài)，以及攀緣和纏繞植物的莖蔓旋向，都呈左右對稱．都涉及到手性。當然，絕對的對稱、完全能夠重合的兩片楓葉并不存在于自然界，絕對的對稱只能在數(shù)學中找到。

達爾文、華萊士等大博物學家、生物學家，都十分重視植物的手性，但研究并不深入。達爾文還寫過《攀緣植物的運動和習性》，書中列出一張表，描述了42種攀緣植物。其中只有11種具有左手性。這比例與我們?nèi)粘５挠^察差不多。無手性的藤本植物有凌霄、扁擔藤、三葉地錦、長春花等。多數(shù)藤本植物莖蔓的螺旋是右手性的，如牽牛、杠柳、扁豆、大蒼角殿、菟絲子、蝙蝠葛、蘿蘑、北馬兜鈴、刺苞南蛇藤、獼猴桃、金魚花等。左手性的則是少數(shù) 。

植物除了纏繞莖以外，還有其他類型的植物莖。主要有以下幾種：

直立莖

直立莖的形態(tài)多種多樣，如矗立于地面上的大樹，它的莖粗壯挺拔，這種莖叫直立莖。

攀緣莖

攀緣莖是因為它們的莖過于纖細而無法直立，只好依賴其他物體作為支柱。比如絲瓜、葡萄及爬山虎等。這些植物的莖都有一套特殊的“攀登”裝置。葡萄靠莖上的卷須攀緣而上，爬山虎利用短枝上的吸盤附著于墻壁上。

匍匐莖

匍匐莖是平伏于地面生長的莖。細軟，不能直立，沿地面生長，來擴大營養(yǎng)面積，如草莓、紅薯，都是匍匐莖