维管叶序转变及叶序的进化机制

维管植物的叶片围绕茎干规则排列，这一现象称为叶序。两片连续叶片之间的恒定角度称为发散角。一方面，茎尖叶原基初始模式的发散角 $\alpha_0$ 通常是一个约为 137.5 度的无理数，称为极限发散角。另一方面，成熟茎维管系统中叶迹最终模式的发散角 $\alpha$ 用一系列有理数表示，即 1/2, 1/3, 2/5, 3/8, 5/13, 8/21，称为叶序分数。本文通过维管叶序理论模型，研究了初始发散角 $\alpha_0$、最终发散角 $\alpha$ 与叶迹穿过的节间数 $n_c$ 之间的数学关系。研究表明，叶迹长度 $n_c$ 的连续变化会诱导维管结构中分数阶之间的转变。维管叶序转变暗示了叶序现象的一种进化机制。为了为该模型和机制提供支持证据，我们利用该模型分析了鳞木化石遗存以及亚麻和杨树的维管结构的现有实验结果。