dna螺旋

生命體中的奇妙螺旋

 「螺旋—生命的曲線」,英國著名科學家柯克在研究了螺旋線與生命現象的關係後,曾感慨地說:此言不謬。 假若你是個有心人,你便會發現在生活中,應用螺旋線的例子俯拾皆是。

        許多瓶與蓋子的結合,靠的就是螺旋;欲開啟一瓶法國干紅,你必須藉助一件帶有螺旋線的工具;節假日去遊樂場,你會發現你的孩子對高大的盤旋式滑梯很感興趣,而那盤旋的軌跡便是螺旋;槍膛中的膛線,自來水龍頭、鋼筆、手電筒,以及自行車上的螺杆、螺釘、螺母等聯接件和緊固件,也都離不開螺旋。

        早在一干多年以,古希臘數學家阿基米德就對螺旋線進行了研究。西元一六三八年,著名數學家笛卡爾首先首先描述了對數螺旋線,並列出了螺旋線的解析式。這種螺旋線有很多特點,其中 ,最突出的一點則是它的形狀,無論你把它放大或縮小都不會改變。就像我們不能把角放大或縮小一樣。這種螺旋線在自然界中分布廣泛。一隻螞蟻以不變的速度,在一個均速旋轉的唱片中心沿半徑向外爬行,螞蟻本身就描繪出一條螺旋線;一個停在圓柱表面上的蜘蛛,要撲食圓柱表面上的一隻蚊子,牠在圓柱表面上的最佳路徑也是一條螺旋線;蝙蝠從高處下飛,卻是按著另一種空間螺旋線–錐形螺旋線的路徑飛行的。

阿基米德螺線

阿基米德螺線(Archimedean spiral) ,亦稱「等速螺線」。當一點P沿動射線OP以等速率運動的同時,這射線又以等角速度繞點O旋轉,點P的軌跡稱為「阿基米德螺線」。它的極坐標方程為:{\displaystyle r=a\theta }r=a\theta 。這種螺線的每條臂的距離永遠相等於{\displaystyle 2\pi a}2\pi a

螺旋線-鸚鵡螺的橫截面

等角螺線的這項特性,使得自然界中許多物體都呈現等角螺線的形狀。例如:許多貝殼的形狀都很接近等角螺線,因為生活在殼內的動物在成長過程中通常是均勻地長大,這就像相似地放大,所以,新生的部分所棲息的空間必與原有空間形狀相似。象鼻、動物的角與毛等都呈等角螺線形。在植物中,向日葵、鳳梨與雛菊上的螺旋紋也都呈等角螺線形。圖3是鸚鵡螺的橫截面,這麼美的線條,令人不得不佩服造物之奇。

 甚至星體的運轉軌跡,有的也是螺旋線。 

        在對銀河系中部的氣體密度進行為期三年的觀察研究之後,日本國家天文台的中井直政博士認為,銀河系是呈螺旋形的,即星體以圓心呈螺旋狀向外擴展。倘若你留心,你該知道牽牛花的藤總是向右旋轉著往上爬的。科學上把這種右旋叫作叫「順時針方向」。車前草的葉片也是螺旋狀排列的,其間夾角為一百三十七度、三十度、三十八度,這樣的葉序排列,可以使相同的葉片獲得最大的採光量,得到良好的通風。其實,植物葉子在莖上的排列,一般都是螺旋狀。此外,向日葵子在盤上的排列也是螺旋方式。

牛角同蝸牛殼一樣,它們增生組織的幾何順序,竟是標準的對數螺旋線。

        奇怪的是,它們新增生出來的每一部分,都嚴格按照原先已有的數螺旋結構增生,從不會改變,就像地球固定軌道圍繞太陽旋轉一樣。 人的頭髮是從頭髮主囊中斜著生長出來的,它循著一定的方向形成旋渦狀二垣就是髮旋,且有右旋和左旋之別。實際上,髮旋是長在體表的毛旋,能使毛髮順著一定的方向生長。在野生獸類動物中,髮旋(毛旋)具有保護自身和適應環境的作用。它可以使雨水順著一定的方向消掉。 就如披上了一層蓑衣,它們排列緊密,可避免有害昆蟲的叮咬。此外,還有良好的保溫作用。人類頭髮的這些作用雖然已經退化到微不足道的地步,其形式卻保留了下來。在自然界中,還有一些微觀的生命螺旋需藉助於電子顯微鏡方能看到。像我們平時吃的糖, 無論它是用甘蔗汁製成的,還是用甜菜汁做的,它們的分子幾何形狀都是右旋一。

        近年來,人們 合成了左旋糖,說也奇怪,這種糖只有甜味,卻不產生熱量。 這是什麼原因呢? 科學家為我們開了這一秘密。

       原來,我們身體裡的代謝醣只接受存在於自然界的右旋糖。在人體內,一切氨基酸分子均是左旋,而澱粉分子則是右旋。傳遞生物遺傳訊息的去氧核糖核酸(DNA),它巨大的分子有著盤梯式的雙螺旋形狀,這種螺旋從底部到頂端,一路都呈右旋。獲得諾貝爾醫學生理學獎的沃森,曾繪製出去氧核糖核酸(DNA)雙螺旋結構的分子模型,成為二十世紀以來生物科學最偉大的發現之一。

 

        難道螺旋線同生物的生長有什麼內在的聯繫嗎? 為什麼自然界中有這麼多螺旋狀的物體? 它們為什麼不能是其他形狀? 科學家們尚無法解釋,他們正從不同角度對自然界中的生命螺旋進行探索

螺旋的奧祕

       螺旋藻獨特螺旋形狀充滿了神秘。

  • 颱風、龍捲風、旋風都是螺旋形,水流往往也會造成漩渦。
  • 地球自轉的軌跡是螺旋形,環繞太陽旋轉的軌跡也是螺旋形,
  • 太陽系本身在銀河系的漩渦中同樣描繪出螺旋形。

銀河系螺旋

       生物體內也隱藏著螺旋的性質。

       牽牛花的蔓莖,依左轉螺旋運動生長,黃瓜、豌豆的蔓鬚呈現典型的螺旋形,蝸牛的殼是螺旋形,而人類指紋中也可見渦卷形的螺旋軌跡。甚至在頭部也隱藏著螺旋形的旋紋。從微觀的觀點看來,構成人體細胞的遺傳基因DNA也呈現螺旋構造,DNA擁有的雙重螺旋構造隱藏著遺傳或物質合成的一切形式。 

       再看看歷史也在以螺旋形的漩渦中推移。歷史會反覆,冰河以週期定期再現,大地震同樣也有週期性的傾向。在考古學上,許多古文明出土的土偶身上穿的衣物形狀都是螺旋狀的,如日本遮光器土偶等。圓的軌跡若加上時間的因素會變成螺旋形。曆年既是時間的推移,有其固定週期也不足為怪。進化也呈現著螺旋構造,反覆發展的形式全屬螺旋形。

each-thought-each-emotion-creates-a-new-pattern-within-the-dna-the-cellular-structure-and-the-molecules-of-our-entire-universe-one-cannot-think-or-feel-without-the-whole-receiving-the-vibration-of

以週期反覆的螺旋形可以說是「無限的象徵」。

       螺旋形裡隱藏著許多謎題。

       在美學方面,它能夠完成「美」的造型;在機械工程方面是表示「緩衝」、「伸縮」;在遺傳因子生物學的層面,它成為「融合」和「分離」的母體。

        大自然不可能靜止,萬物便經常造成漩渦而移動,世上的一切事物都以行動描繪出螺旋的軌跡,我們人類也存在於這螺旋運動中。許多人被螺旋藻迷人的螺旋形所吸引,「螺旋神秘」似乎蘊藏著來自大宇宙的能量。

 

輪迴轉世的遊戲