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從葉脈演化公式推導(dǎo)植物器官演化數(shù)學(xué)模型統(tǒng)一論

作者：王全年 李秀美編輯：studa20

    設(shè)一片葉子，演化出的所有總的葉脈數(shù)（1級(jí)到n級(jí)）用S表達(dá)。那么，包括中軸1級(jí)葉脈在內(nèi)的所有潛在葉脈的演化數(shù)量是S，用分式表達(dá)：

    Sn＝20m0＋21m1＋22m2＋23m3＋24m4+……+2n－1mn－1

    ＝ （2m）n-12m-1

    當(dāng)n等于1

    S1＝(2m)n -12m-1＝(2m)1-12m-1＝1 ①

    當(dāng)n等于2

    S2＝(2m)n-12m-1＝(2m)2-12m-1＝2m+1②

    當(dāng)n等于3

    S3＝(2m)n-12m-1＝(2m)3-12m-1＝4m2 +2m+1③

    ……　　　　　　　　　　　　　　

    由其式②，反映第1，第2級(jí)葉脈演化的數(shù)量之和，且非常多用。它可用于計(jì)算同源演化的一、二級(jí)器官的數(shù)量之和。因?yàn)閚，m都是自然數(shù)，所以，一、二級(jí)葉脈演化之和一定是奇數(shù)。公式表示如下：N＝2m＋1

    即一級(jí)葉脈是１條，二能葉脈是2m條。當(dāng)葉脈演化到二級(jí)時(shí)，恰巧只有2m＋1條最清楚。它永遠(yuǎn)是個(gè)奇數(shù)項(xiàng)演化。與生命時(shí)空位奇數(shù)演化公式相同。如最常見(jiàn)的一個(gè)荷花品種，它的葉脈之和是21條。代入公式N＝2m＋1

    21=2m＋1，則m解值是10（對(duì)）

    說(shuō)明21條葉脈，有1條是一級(jí)葉脈，20條二級(jí)葉脈。

    3  植物器官演化數(shù)學(xué)模型統(tǒng)一

    植物經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程演化出五大器官：根、莖、葉、花、果（內(nèi)含種子）。對(duì)應(yīng)著5個(gè)數(shù)學(xué)模型時(shí)空位分布。植物每一器官，都潛在著完全相同的5個(gè)數(shù)學(xué)模型時(shí)空位表達(dá)。生命每一器官及器官演化群落，在縱向、橫向上演化時(shí)空位數(shù)學(xué)模型高度統(tǒng)一，公式均為S＝2m＋1。

    3.1  縱向演化的數(shù)學(xué)模型統(tǒng)一變化產(chǎn)生著差別，對(duì)應(yīng)著不同的時(shí)空位。植物在演化縱向上，依次演化出五大有差別的時(shí)空位，對(duì)應(yīng)五大類(lèi)器官的產(chǎn)生：根、莖、葉、花、果。這五大時(shí)空位數(shù)學(xué)模型，卻在一朵花的縱向演化上又重演出來(lái)：花托、花萼、花冠、雄蕊、雌蕊。此處的數(shù)學(xué)模型“五”，只是S＝2m＋1中一個(gè)奇數(shù)解值。此時(shí)m為2，則S＝2×2＋1＝5。如圖3。

    其實(shí)，植物演化的每一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的器官單元，在縱向上都潛在著同樣呈奇數(shù)類(lèi)演化公式S＝2m＋1。如葉脈演化，花脈演化。

    圖3  花朵演化時(shí)空位分布圖

    3.2  橫向演化的數(shù)學(xué)模型統(tǒng)一所謂橫向演化，表現(xiàn)在器官演化在橫向上的分布。如葉與花在面性脈上的橫向演化。根與莖在面性年輪上的橫向演化。

    3.2.1  葉片、花瓣在面性脈上的橫向演化數(shù)學(xué)模型統(tǒng)一葉片、花片，在植物演化史上是兩類(lèi)器官。“在植物學(xué)家的眼里，花是植物莖的變態(tài)，它只是一節(jié)縮短的枝條，在枝條上生長(zhǎng)著變態(tài)的葉子”［3］。說(shuō)明葉與花均同源枝條演化，花由葉演化而來(lái)。說(shuō)明兩者有高度的相似度。

    花片、花瓣演化橫向上的同模性表現(xiàn)在兩個(gè)方面：兩者均呈面性演化；葉脈與花脈在橫向上演化數(shù)學(xué)模型高度統(tǒng)一。葉脈與花脈都以中脈為中軸向外對(duì)稱(chēng)演化（見(jiàn)圖4）。包括中脈在內(nèi)的兩級(jí)脈數(shù)公式都符合：S＝2m＋1。

    圖4  花脈、葉脈相同的時(shí)空位演化

    3.2.2  根、莖在面性年輪上的橫向演化數(shù)學(xué)模型統(tǒng)一植物根、莖在橫向上演化高度統(tǒng)一。如年輪，是根、莖共同的演化時(shí)空位分布證據(jù)。在地球冷帶、溫帶地區(qū)，樹(shù)木一年生長(zhǎng)有共同規(guī)律�！霸诖骸⑾挠晁渥慵竟�(jié)，木質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)快、細(xì)胞體積大，木質(zhì)演化表現(xiàn)出明亮的輪紋；反之，在秋冬季節(jié)雨水少，細(xì)胞生長(zhǎng)慢、細(xì)胞小，木質(zhì)演化表現(xiàn)出灰暗的輪紋”［4］。

    這樣，一年生年輪就表現(xiàn)出有規(guī)律的明、暗對(duì)應(yīng)的年輪規(guī)律。每年如此，所以根、莖年輪表現(xiàn)出從內(nèi)向外雷同的明暗區(qū)交互時(shí)間律。如圖5。圖左半部分為甜菜根、圖右半部分為楊樹(shù)莖，橫截面均為以中軸為中心相同的年輪演化圖。其實(shí)，一個(gè)果實(shí)也符合相同的橫向演化，如桃子，呈層狀從內(nèi)向外依次演化出與五大時(shí)空位演化對(duì)應(yīng)的器官單元：核仁層、核仁皮層、硬殼層、桃肉層、桃皮層。

    3.3  縱向、橫向演化的數(shù)學(xué)模型統(tǒng)一就是說(shuō)，植物每一器官在縱向與橫向上演化模型統(tǒng)一。圖3反映了花演化縱序與植物縱向的“根、莖、葉、花、果”五大時(shí)空位演化序次相同。說(shuō)明花縱序是對(duì)植物縱序的重演。證明植物在縱向上演化模型高度統(tǒng)一。圖4～5反映了葉和花，，根與莖在橫向上演化模型統(tǒng)一�？v向與橫向均符合植物演化時(shí)空位公式S＝2 m＋1。

    圖5  根、莖相同的年輪時(shí)空位演化

    其實(shí)，每一相對(duì)獨(dú)立的植物演化單元，均符合這一發(fā)現(xiàn)。如同源葉或花（見(jiàn)圖6），它的葉脈演化與葉片數(shù)量的演化高度統(tǒng)一�；}演化與花瓣數(shù)量演化高度統(tǒng)一。公式均表達(dá)為式S＝2 m＋1。公式表明，同源演化的一、二級(jí)器官，潛在演化數(shù)量永遠(yuǎn)是奇數(shù)。

    圖6  花瓣、葉片相同時(shí)空位演化

    4  結(jié)論

    植物在器官層次上的演化，符合統(tǒng)一的解釋?zhuān)喝魏蜗鄬?duì)獨(dú)立的器官演化單元，其縱向、橫向上的演化，和植物在演化歷史上曾經(jīng)歷過(guò)的演化，在時(shí)空位上數(shù)學(xué)模型高度統(tǒng)一。如根、莖、葉、花、果五大植物演化器官，其縱向、橫向上演化時(shí)空位數(shù)學(xué)模型高度統(tǒng)一，公式表達(dá)為S＝2 m＋1。從而反映著植物演化在數(shù)學(xué)模型上的統(tǒng)一性。

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