Thành viên:Naazulene/Kiểu xếp lá

Thể hoa thị gồm các lá xếp xoắn ốc trên cây Aloe polyphylla.

Kiểu xếp lá là cách các lá sắp xếp trên cành hoặc thân cây. Kiểu xếp lá xoắn ốc là một ví dụ nổi tiếng của hoa văn trong tự nhiên.

Kiểu xếp lá

a: mọc cách; b: mọc đối (chéo chữ thập); c: mọc đối (hai hàng); d: mọc vòng

Lá xếp trên cây theo ba kiểu: mọc vòng, mọc đối và mọc cách.

• Mọc vòng là khi mỗi mắt mọc ra nhiều lá. Ở mỗi mắt sẽ có một vòng lá.
• Mọc đối là khi mỗi mắt mọc ra hai lá đối diện nhau. Ta cũng có thể xem ở mỗi mắt của cây mọc đối có một vòng lá chỉ có hai lá.
• Mọc cách là khi mỗi mắt mọc ra chỉ một lá.

Lá mọc vòng ở loài Clivia

Mọc hai hàng là phân loại nhỏ hơn của mọc đối hoặc mọc cách trong đó lá xếp ở hai bên thân cây thành hai hàng dọc. Một số ví dụ bao gồm các cây thân hành như Boophone, cây con của chi Gasteria, chi Nha đam, và cây trưởng thành của các loài họ hàng như Kumara plicatilis.

Ngược lại, mọc chéo chữ thập là khi các lá liền kề cách nhau một góc 90 độ. Hiện tượng này phổ biến trong họ Lá bỏng và họ Phiên hạnh. Ở chi Lithops và chi Conophytum thuộc họ này, nhiều loài chỉ thầy được hai lá ở mọi thời điểm, hai lá đó sẽ già và rụng để có chỗ cho một cặp lá mới (xếp chữ thập) mọc lên.

Một loài thuộc chi Lithops: ở mỗi thời điểm chỉ có một cặp lá; khi lá già và rụng sẽ xuất hiện một cặp lá mới thay thế (cặp lá mới mọc cách 90° so với lá già).

Mọc vòng không quá phổ biến, trừ ở những loài có gióng (lóng) ngắn. Một số ví dụ là Brabejum stellatifolium và chi Mắc ca.

Cây bạc hà có lá mọc chéo chữ thập (và mọc đối)

Vòng lá sẽ là cấu trúc cơ sở của cây khi khoảng cách giữa các mắt lá (độ dài lóng) rất ngắn, gần như không tồn tại. Cấu trúc đó sẽ được gọi là thể hoa thị (cấu trúc này có thể coi là một vòng lá, hoặc nhiều lá mọc cách và rất sát nhau). Thể hoa thị xuất hiện ở chi Nha đam và loài Haworthia cooperi (sen đá).

Xoắn ốc lặp

Trong một xoắn ốc lặp, góc giữa hai lá liền kề thường được biểu diễn bằng một tỉ số, tỉ số đó là tỉ lệ giữa góc giữa hai lá trên một góc đầy (góc 360°). Theo cách tính đó, lá mọc hai hàng sẽ có góc xoay là 1/2.

Góc xoay trong kiểu xếp lá của một số thực vật

Thực vật	Góc xoay
cây có lá mọc hai hàng	1/2
cử, phỉ	1/3
sồi, mơ tây	2/5
hoa hướng dương, dương, lê	3/8
liễu, hạnh nhân	5/13

Mẫu và tử số của các tỉ lệ này thường là hai số cách nhau một vị trí trên dãy Fibonacci (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13,...). Trong trường hợp góc xoay có tỉ số đơn giản, các lá sẽ xếp thành nhiều hàng dọc; còn khi tỉ số này phức tạp hơn, sự sắp xếp của lá cũng sẽ phức tạp và không tạo hàng. Trường hợp này thường diễn ra với thể hoa thị. Một số ví dụ là hoa họ Cúc, nón thông, quả dứa. Ví dụ kinh điển nhất của dãy Fibonacci là hoa hướng dương. Khi nhìn vào đầu hoa hướng dương, ta có thể thấy những hoa nhỏ xếp thành các đường xoắn ốc chéo nhau; số đường xoắn thuận và nghịch chiều kim đồng hồ thường là hai số liền kề trên dãy Fibonacci.

Determination

Qui luật xếp lá sẽ được kiểm soát bởi hàm lượng auxin cục bộ của những vùng nhất định trong mô phân sinh. Lá sẽ mọc ở những vùng có ít auxin. Khi một lá bắt đầu phát triển, auxin bắt đầu chảy về phía nó nên những vùng khác sẽ thiếu auxin, kích thích một lá khác phát triển. Đây là một hệ thống tự kích thích phát triển lá được kiểm soát bởi dòng chảy của auxin ở các vùng khác nhau của mô phân sinh.

Lịch sử

Xem thêm: Patterns in nature § History

Từ thời ki của Leonardo da Vinci, các nhà khoa học đã chú ý thấy mô hình lá mọc xoắn ốc. Sau đó, vào năm 1754, mô hình này được mô tả bởi Charles Bonnet là tuân theo tỉ lệ vàng, cũng như tồn tại ở cả hai chiều (thuận và ngược chiều kim đồng hồ).

Some early scientists—notably —Leonardo da Vinci made observations of the spiral arrangements of plants. In 1754, Charles Bonnet observed that the spiral phyllotaxis of plants were frequently expressed in both clockwise and counter-clockwise golden ratio series. Mathematical observations of phyllotaxis followed with Karl Friedrich Schimper and his friend Alexander Braun's 1830 and 1830 work, respectively; Auguste Bravais and his brother Louis connected phyllotaxis ratios to the Fibonacci sequence in 1837.

Insight into the mechanism had to wait until Wilhelm Hofmeister proposed a model in 1868. A primordium, the nascent leaf, forms at the least crowded part of the shoot meristem. The golden angle between successive leaves is the blind result of this jostling. Since three golden arcs add up to slightly more than enough to wrap a circle, this guarantees that no two leaves ever follow the same radial line from center to edge. The generative spiral is a consequence of the same process that produces the clockwise and counter-clockwise spirals that emerge in densely packed plant structures, such as Protea flower disks or pinecone scales.

In modern times, researchers such as Mary Snow and George Snow continued these lines of inquiry. Computer modeling and morphological studies have confirmed and refined Hoffmeister's ideas. Questions remain about the details. Botanists are divided on whether the control of leaf migration depends on chemical gradients among the primordia or purely mechanical forces. Lucas rather than Fibonacci numbers have been observed in a few plants and occasionally the leaf positioning appears to be random.

Toán học

Mô hình vật lí của cách xếp lá xuất hiện đầu tiên qua thí nghiệm của Airy về cách chồng chất khối cầu. Gerrit van Iterson đã xây dựng mô hình tưởng tượng trên một hình trụ (mạng hình thoi). Douady et al. đã cho thấy các cấu trúc xếp lá xuất hiện qua các quá trình tự sắp xếp của các hệ động.

Physical models of phyllotaxis date back to Airy's experiment of packing hard spheres. Gerrit van Iterson diagrammed grids imagined on a cylinder (Rhombic Lattices). showed that phyllotactic patterns emerge as self-organizing processes in dynamic systems. In 1991, Levitov proposed that lowest energy configurations of repulsive particles in cylindrical geometries reproduce the spirals of botanical phyllotaxis. More recently, Nisoli et al. (2009) showed that to be true by constructing a "magnetic cactus" made of magnetic dipoles mounted on bearings stacked along a "stem". They demonstrated that these interacting particles can access novel dynamical phenomena beyond what botany yields: a "Dynamical Phyllotaxis" family of non local topological solitons emerge in the nonlinear regime of these systems, as well as purely classical rotons and maxons in the spectrum of linear excitations.

Close packing of spheres generates a dodecahedral tessellation with pentaprismic faces. Pentaprismic symmetry is related to the Fibonacci series and the golden section of classical geometry.

Trong nghệ thuật và kiến trúc

Mẫu thiết kế của Saleh Masoumi dựa trên cách xếp lá của thực vật trong tự nhiên nhằm tổi ưu hóa lượng nắng mỗi ban công nhận được.

Các kiểu xếp lá đã là một nguồn cảm hứng cho nhiều tác phẩm điêu khắc và kiến trúc, một số ví dụ bao gồm:

• Nghệ sĩ người Nhật Akio Hizume đã xây và cho triển lãm nhiều toà nhà dựa trên dãy Fibonacci.
• Kiến trúc sư Saleh Masoumi đã thiết kế một toà nhà căn hộ với ban công được sắp xếp theo dạng xoắn ốc quanh trục tâm sao cho ban công ở trên không che ban công ở dưới (như cách các lá của một cây thường xếp để tất cả lá đều hưởng nắng).

Xem thêm

• Mọc chéo chữ thập
• Đường xoắn ốc Fermat
• Ngôn ngữ Lindenmayer
• Vòng xoắn thứ cấp
• Plastochron
• Định lí Ba khoảng cách