Existenci rostlin lze vysledovat zhruba před 470 miliony let. Projevují se v mnoha vzorech, jako je rozložení jejich listů, způsob, jakým rostou jejich větve, a symetrie jejich květů. Jeden vzorec však vědce zvláště zmátl.
Spirály známé jako Fibonacciho spirály jsou jedinečným vzorem, který se často vyskytuje v přírodě a převážně v rostlinách. Tento vzor byl pojmenován po Leonardu Fibonacci, italském matematikovi, který zavedl Fibonacciho sekvenci během 13. století.
Po dlouhou dobu se vědci domnívali, že Fibonacciho spirály jsou primitivní a vysoce zachovaná vlastnost rostlin. Nicméně nedávná studie zveřejněná v časopise Věda tuto zažitou myšlenku zpochybňuje.
Zjištění naznačují, že uspořádání listů do charakteristických spirál, které jsou dnes běžné v přírodě, nebylo běžné u nejstarších suchozemských rostlin, které jako první obývaly zemský povrch.
Místo toho se zjistilo, že starověké rostliny mají jiný typ spirály. To neguje dlouhodobou teorii o evoluci spirálních listů rostlin, což naznačuje, že se vyvinuly dvěma oddělenými evolučními cestami.
Ať už je to obrovský vír hurikánu nebo složité spirály DNA dvoušroubovice, spirály jsou v přírodě běžné a většinu lze popsat slavnou matematickou řadou Fibonacciho posloupnost; který tvoří základ mnoha nejúčinnějších a nejúžasnějších vzorů přírody.
Spirály jsou u rostlin běžné, přičemž Fibonacciho spirály tvoří přes 90 % spirál. Slunečnicové hlávky, šišky, ananas a šťavnaté pokojové rostliny zahrnují tyto výrazné spirály ve svých okvětních lístcích, listech nebo semenech.
Proč jsou Fibonacciho spirály, známé také jako tajný kód přírody, u rostlin tak běžné, vědce po staletí zmátlo, ale jejich evoluční původ byl do značné míry přehlížen.
Na základě jejich rozšířeného rozšíření se dlouho předpokládalo, že Fibonacciho spirály byly prastarým prvkem, který se vyvinul v nejstarších suchozemských rostlinách a stal se vysoce konzervovaným v rostlinách.
Nyní mezinárodní tým vedený University of Edinburgh, včetně University College Cork (UCC) Holly-Anne Turner a výzkumníků z University Münster, Německo, a Northern Rogue Studios, UK, svrhl tuto teorii objevem neFibonacciho spirál v 407 milionů let stará rostlinná fosilie.
„Asteroxylon mackiei je jedním z prvních příkladů rostliny s listy ve fosilních záznamech. Pomocí těchto rekonstrukcí jsme byli schopni sledovat jednotlivé spirály listů kolem stonků těchto 407 milionů let starých fosilních rostlin. Naše analýza uspořádání listů v Asteroxylonu ukazuje, že velmi rané kyjovce vyvinuly neFibonacciho spirální vzory,“ uvedla Holly-Anne Turner.
Pomocí digitálních rekonstrukčních technik vytvořili vědci první 3D modely listnatých výhonků ve fosilním paloučku Asteroxylon mackiei – členu nejstarší skupiny listnatých rostlin.
Výjimečně zachovalá fosílie byla nalezena ve známém nalezišti zkamenělin Rhynie chert, skotském sedimentárním ložisku poblíž vesnice Rhynie v Aberdeenshire.
Naleziště obsahuje důkazy o některých z nejstarších ekosystémů planety – kdy se nejprve vyvinuly suchozemské rostliny a postupně začaly pokrývat skalnatý povrch Země, čímž se stal obyvatelným.
Zjištění odhalila, že listy a reprodukční struktury u Asteroxylon mackiei byly nejčastěji uspořádány v neFibonacciho spirálách, které jsou dnes u rostlin vzácné.
To mění vědce v chápání Fibonacciho spirál v suchozemských rostlinách. Ukazuje, že neFibonacciho spirály byly u starověkých kyjovců běžné a že vývoj listových spirál se rozcházel do dvou samostatných cest.
Listy starověkých klubomoků měly zcela odlišnou evoluční historii od ostatních hlavních skupin dnešních rostlin, jako jsou kapradiny, jehličnany a kvetoucí rostliny.
Tým vytvořil 3D model Asteroxylon mackiei, který byl vyhynulý více než 400 milionů let, ve spolupráci s digitálním umělcem Mattem Humpageem, pomocí digitálního vykreslování a 3D tisku.
Studie byla původně publikována v časopise Věda na červnu 2023.
