Eksistensen af planter kan spores tilbage til omkring 470 millioner år siden. De manifesterer sig i et væld af mønstre, såsom layoutet af deres blade, måden deres grene vokser på og symmetrien af deres blomster. Et mønster har dog især forvirret videnskabsmænd.
Spiraler kendt som Fibonacci-spiraler er et unikt mønster, der ofte ses i naturen og overvejende i planter. Dette mønster blev opkaldt efter Leonardo Fibonacci, en italiensk matematiker, der introducerede Fibonacci-sekvensen i det 13. århundrede.
I lang tid har forskere haft den tro, at Fibonacci-spiraler er et primitivt og meget bevaret træk hos planter. Ikke desto mindre er en nylig undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskab bestrider denne langvarige idé.
Resultaterne indikerer, at opstillingen af blade i karakteristiske spiraler, som er almindelige i naturen i dag, ikke var almindelige i de ældste landplanter, der først befolkede jordens overflade.
I stedet fandt man, at de gamle planter havde en anden type spiral. Dette afkræfter en langvarig teori om udviklingen af plantebladsspiraler, hvilket indikerer, at de udviklede sig ad to separate evolutionære stier.
Uanset om det er den enorme hvirvel af en orkan eller de indviklede spiraler DNA dobbelthelix, spiraler er almindelige i naturen og de fleste kan beskrives ved den berømte matematiske serie Fibonacci-sekvensen; som danner grundlaget for mange af naturens mest effektive og fantastiske mønstre.
Spiraler er almindelige i planter, hvor Fibonacci-spiraler udgør over 90% af spiralerne. Solsikkehoveder, fyrrekogler, ananas og saftige stueplanter inkluderer alle disse karakteristiske spiraler i deres blomsterblade, blade eller frø.
Hvorfor Fibonacci-spiraler, også kendt som naturens hemmelige kode, er så almindelige i planter, har forvirret videnskabsmænd i århundreder, men deres evolutionære oprindelse er stort set blevet overset.
Baseret på deres udbredte udbredelse har det længe været antaget, at Fibonacci-spiraler var et ældgammelt træk, der udviklede sig i de tidligste landplanter og blev meget konserveret i planter.
Nu har et internationalt hold ledet af University of Edinburgh, herunder University College Cork (UCC) Holly-Anne Turner og forskere ved University Münster, Tyskland og Northern Rogue Studios, UK, væltet denne teori med opdagelsen af ikke-Fibonacci-spiraler i et 407 millioner år gammelt plantefossil.
"Køllemosen Asteroxylon mackiei er et af de tidligste eksempler på en plante med blade i fossilregistret. Ved at bruge disse rekonstruktioner har vi været i stand til at spore individuelle spiraler af blade omkring stænglerne på disse 407 millioner år gamle fossile planter. Vores analyse af bladarrangementet i Asteroxylon viser, at meget tidlige køllemoser udviklede ikke-Fibonacci-spiralmønstre,” sagde Holly-Anne Turner.
Ved hjælp af digitale rekonstruktionsteknikker producerede forskerne de første 3D-modeller af bladrige skud i det fossile klubmos Asteroxylon mackiei – et medlem af den tidligste gruppe af bladplanter.
Det usædvanligt bevarede fossil blev fundet på det berømte fossilsted Rhynie chert, en skotsk sedimentær aflejring nær Aberdeenshire-landsbyen Rhynie.
Stedet indeholder beviser for nogle af planetens tidligste økosystemer - da landplanter først udviklede sig og gradvist begyndte at dække Jordens stenede overflade, hvilket gjorde den beboelig.
Resultaterne afslørede, at blade og reproduktive strukturer i Asteroxylon mackiei oftest var arrangeret i ikke-Fibonacci-spiraler, der er sjældne i planter i dag.
Dette forvandler videnskabsmænds forståelse af Fibonacci-spiraler i landplanter. Det indikerer, at ikke-Fibonacci-spiraler var almindelige i gamle klubmoser, og at udviklingen af bladspiraler divergerede i to separate stier.
Bladene af ældgamle klubmoser havde en helt anderledes evolutionær historie fra de andre store grupper af planter i dag, såsom bregner, nåletræer og blomstrende planter.
Holdet skabte 3D-modellen af Asteroxylon mackiei, som har været uddød i over 400 millioner år, ved at arbejde med den digitale kunstner Matt Humpage ved hjælp af digital gengivelse og 3D-print.
Studiet blev oprindeligt publiceret i tidsskriftet Videnskab i juni 2023.
