科普中国-科学原理一点通 2019-04-22 作者：尹佳
生活中，人们随处可以看见各种螺旋曲线，例如饮料瓶的螺纹瓶口、驱蚊用的蚊香等。自然界中无论是动物或植物，它们的形貌外观、生活习性、生长倾向等方面都与螺旋曲线息息相关，有科学家称之为“生命曲线”。
有人总结了7种“生命曲线”：阿基米德螺旋线、对数螺旋线、双曲线螺旋线、抛物线螺旋线、羊角螺旋线、圆柱螺旋线和锥形螺旋线。
其中圆柱螺旋线最为简单，例如牵牛花和菟丝子的生长倾向都属于这种螺旋线，但前者是沿着逆时针方向右旋向上生长，而后者是沿着顺时针方向左旋向上攀援。而造成两者生长差异的主要原因是遗传学和力学。地球上的物种不仅会受到地心引力的影响，同时也会受到地球自转产生的偏向作用力的影响，这种效应被称为科氏效应，而对应的偏向力又被称为科氏力。在科氏效应的影响下，生长在北半球的菟丝子朝着顺时针方向发展。但是同在北半球的牵牛花为何恰恰相反呢？这需要追溯到其祖辈的遗传基因。牵牛花原生长在南半球，在科氏力作用下呈现逆时针方向右旋向上生长倾向，这种基因存在较强的稳定性从而被遗传至今，这也导致牵牛花的生长性状没有因地域迁移而发生变化。
有些植物的性别也可以通过螺纹曲线来辨别。比如柳树和月桂树等植物的叶序旋转方向是有规律的，阴性植物的叶子由左向右排列，而阳性植物的叶子由右向左排列。对于一些针状叶植物来说，它们的螺旋特性并不是叶子在茎上的排列方式，而在于叶子本身的旋转方向。比如具有成对而生特性的松树叶，每一对松针的螺旋方向均呈现一致性。
螺旋曲线在动物界中的表现形式更加复杂多样。例如牛角、山羊角和蜗牛壳上都存在对数螺旋线。据科学研究证明，这些动物身上的螺纹是新旧结构逐渐承接的产物。新螺纹在旧螺纹的基础上通过衍生物持续增生，具有连续性，从小到大，逐渐产生了对数螺旋形貌。且新螺纹的第一部分严格按照原有的对数螺旋性增生，例如蜗牛壳腔中的生命体在长大的同时，蜗牛壳也按照相同的比例生长。
不仅仅是地球上的生物，银河系的天体运动中也藏有螺旋现象。银河系就是一个超大型螺旋结构，其中心是最密集的恒星聚集处，称为“银核”；而在银核周围沿着同一个方向旋转的星体环绕区域，称为“银盘”。银核的自转带动着银盘的旋转，这种螺旋形运动由内向外延伸，构成了银河系壮观的景象。
无论是宏观的头发生长方向，还是微观的DNA结构，都是螺旋曲线呈现的一种生命轨迹。它以各种各样的形式存在于宇宙万物当中，不断阐述着生命的魅力。
本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创，转载时务请注明出处。
