大约在2000多年以前，古希腊数学和力学家阿基米德在他的著作《论螺线》中就对平面等距螺线的几何性质做了详尽讨论，人们称之为“阿基米德螺线”。从此，有关螺旋的奥秘便为人们日益了解并加以应用。如弹簧、电风扇、螺旋桨等人为的各种螺旋；1962年，麻省理工学院机械工程系主任谢皮罗教授及后来的英国皇家学会特别会员A·M·比尼博士等发现，当拔去塞子后，位于北半球的澡盆里的水，流出时所产生的旋涡其旋转方向是左，在南半球则为右，而在赤道附近则几乎没有旋涡产生。他们认为这一现象是地球自转造成的；令人惊讶的是，1982年2月，美国基皮克天文台的天文学家首次观察到太阳表面上有螺旋形的斑点。更为有趣的是，整个生物界也都存在着螺旋现象，生命中的螺旋究竟蕴含着什么秘密呢？

生命中的螺旋现象

在浩瀚的自然界中，在千姿百态的生命体上也发现了不少螺旋。如原生动物门中的砂盘虫；软体动物门梯螺科中的尖高旋螺，凤螺科中的沟纹笛螺，明螺科中的明螺，又如塔螺科中的爪哇拟塔螺、奇异宽肩螺，笋螺科中的拟笋螺等大多数螺类，它们的外壳曲线都呈现出各种螺旋状；在植物中，则有紫藤、茑萝、牵牛花等缠绕的茎形成的曲线，烟草螺旋状排列的叶片，丝瓜、葫芦的触须，向日葵籽在盘中排列形成的曲线；甚至人类遗传基因（DNA）中的双螺旋结构等......

此外，构成生命的主要物质——蛋白质、核酸及多糖等生物大分子也都存在螺旋结构。早在20世纪30年代，科学家阿斯巴瑞（Astbury）首次完成了蛋白质的X射线研究，发现毛发、羊毛和α-角蛋白类的某些纤维状蛋白质都显示出相似的X射线图谱。1950年，美国化学家鲍林（Pauling）和柯里（Corey）进一步研究并设计了最能说明图谱结构的多肽链折叠模型——α-螺旋体。现已知，不但纤维蛋白质有α-螺旋，球状蛋白质也有α-螺旋。

在核酸研究方面，美国科学家沃森（Watson）和英国科学家克里克（Crick）总结了前人的研究成果，于1953年提出了DNA分子双螺旋结构模型，这一发现堪称20世纪生物学史上最重大的事件之一，给生命科学的发展带来了极其深远的影响。根据他们的学说，DNA分子是右手螺旋体。1979年，美国科学家里奇（Rich）等正式宣布还发现了左手螺旋DNA。至于RNA，也同样存在螺旋状结构。

关于脂类物质，我国著名科学家林克椿于1982年发现，生物膜中的心磷脂也能形成双股或单股螺旋。多糖（如直链淀粉）更是具有公认的螺旋状结构。

更有甚者，亚细胞甚至病毒颗粒同样具有螺旋结构。典型的例子就是美国科学家芬奇（Finch）与克卢格（Klug）等发现，核小体就是由DNA分子缠绕若干组蛋白而形成螺线管、超螺线管，最后形成染色体。

又如细胞的骨架结构——微管也是螺旋状，并且凡由微管构成的细胞器，如鞭毛、纤毛、中心体等均保持着螺旋结构。

由此看来，生命中的螺旋现象具有普遍性。

早在100多年前，生物体上的螺旋就引起了生物学家的关注。达尔文在其著作《攀缘植物的运动和习性》中，曾对牵牛花、杠柳、扁豆等42种攀缘植物螺旋状形态做了研究。达尔文将其称为手性，并通过观察发现，手性又可分为左手性和右手性（即左旋和右旋）。后来，英国生物学家库克（T. A. Cook）在《生命的曲线》一书中也对攀缘植物的手性进行了探讨。

螺旋对生物体生存的意义

螺旋之所以在生命体中广泛存在，是由螺旋的若干优良性质决定的，而这些优良性质直接或间接地使生命体在生存中获得最佳效果。

对于茑萝、紫藤、牵牛花等攀缘植物而言，如何用最少的材料、最低的能耗，使其茎或藤延伸到光照充足的地方是至关重要的。而在各种曲线中，螺旋线就起到省材、节约能耗的作用。

在相同的空间中使其叶子获取较多的阳光，这对植物光合作用尤为重要，而烟草等植物轮状叶序形成的螺旋面能在狭小的空间中（其他植物的夹缝中）获得最大的光照面积，以利于光合作用。

形成螺旋状的某些物体还有一种物理性质，即像弹簧一样具有弹性（或伸缩性）。在植物中，丝瓜、葫芦等茎上的螺旋状的触须利用这个性质，能使其牢固地附着在其他植物或物体上。即使有外力或风的作用，由于螺旋状触须的伸缩性，使得纤细的触须不易被拉断，并且当外力（或风）消失后，保证其茎叶又能恢复到原来的位置。

螺旋线对于生活在水中的大多数螺类软体动物也是十分有意义的。观察螺类在水中的运动方式，通常是背负着外壳前进，壳体直径粗大的部分在前，螺尖在后。当水流方向与运动方向相反时，水流沿着壳体螺线由直径大的部分旋转到直径小的部分直到螺尖。水速将大大减小，这样位于壳体后端水的静压力将大于壳体前端的静压力。在前后压力差的作用下，壳体将会自动向前运动。这样一来，来自水流的阻力经锥状螺旋的转化变为前进的动力。除此而外，分布在螺类外壳上的螺旋线像一条肋筋，大大增加了壳体的强度，也分散了作用在壳体上的水压。

螺旋与生物进化

生命中螺旋现象产生的原理是否可以这样解释

原始生命诞生于原始海洋中，这个观点现在已被绝大多数科学家接受。根据已经掌握的证据，可做如下推测：溶解于原始海洋中的各种有机物，受到海洋流动力学的作用而聚集在一起，在一定的温度、压力和一些无机物（如蒙脱石等）的催化下，可合成多肽和多核苷酸等大分子有机物。当这些分子链增长到一定数值时，随着海水旋转被“搓”成了螺旋结构（在浩瀚的大海里，澎湃的海水一刻也不会安静，它们在不停地环流。科学家们认为，即使是无风之日，海水也同样可形成涡流）。后者随旋涡运动可相互作用成更大的颗粒。这些颗粒通过吸附、聚集等作用，集聚其他必需物质（如脂类物质），便可逐步形成原始生命了。

蛋白质都是由L-氨基酸构成的,是否可这样解释

假定在原始海洋中D/L-氨基酸形成多肽的机会均等，这样，海水中既有L-氨基酸多肽，也有D-氨基酸多肽，还有D/L-氨基酸混合多肽（现在知道，细胞壁中的胞壁质就含有L-丙氨酸、D-谷氨酸、L-赖氨酸和D-丙氨酸组成的短肽）。但由于结构的差异，或者说分子内能高低不等，D-氨基酸多肽和D/L-氨基酸混合多肽的分子脆性大，在“搓成”螺旋状结构的过程中易断裂、分解。这样，在自然力的作用下，D-氨基酸参与的多肽就难以保留下来。因此，在蛋白质分子中就找不到D-氨基酸了，它们只能以小肽或游离多肽存在。

能量最低原则决定了是采用右旋还是左旋

生命中的螺旋结构，天然状态下一般以右旋存在。尽管由于多肽链或多核苷酸链受到的力（海洋环流所引起的力，而海洋环流方向是由万有引力决定的）不同，理应有右手和左手两种螺旋体产生，但是左旋能量较高，而右旋没有这种缺点。因此，右旋容易形成，特别稳定，存在于绝大多数蛋白质分子之中。到目前为止，仅在一种细菌——嗜热菌的蛋白酶中发现一例左旋。

不难看出，生命中的螺旋现象是自然力作用的结果。它遵守一条分子经济原则，这就是分子内能低者保留，高者则被淘汰。