植物の存在は約470億XNUMX千万年前まで遡ることができます。 葉の配置や枝の伸び方、花の対称性など、さまざまなパターンが現れます。 しかし、科学者を特に困惑させているパターンが XNUMX つあります。
フィボナッチ螺旋として知られる螺旋は、自然界、主に植物でよく見られる独特のパターンです。 このパターンは、13 世紀にフィボナッチ数列を導入したイタリアの数学者、レオナルド フィボナッチにちなんで名付けられました。
科学者たちは長い間、フィボナッチ螺旋は植物の原始的で高度に保存された形質であると信じてきました。 それにもかかわらず、雑誌に掲載された最近の研究では、 科学 この長年の考えに異議を唱えています。
この発見は、今日の自然界では一般的である特徴的な螺旋状の葉の配置が、最初に地球の表面に生息していた最も古代の陸上植物では一般的ではなかったことを示しています。
その代わりに、古代の植物は別のタイプの螺旋を持っていることが判明しました。 これは、植物の葉の螺旋の進化に関する長年の理論を否定し、それらが XNUMX つの別々の進化経路をたどって進化したことを示しています。
それがハリケーンの広大な渦巻きであれ、複雑な渦巻きであれ、 DNA 二重らせん、らせんは自然界では一般的であり、ほとんどは有名な数学的級数であるフィボナッチ数列で説明できます。 これは、自然界の最も効率的で素晴らしいパターンの多くの基礎を形成しています。
らせんは植物では一般的であり、フィボナッチらせんがらせんの 90% 以上を占めます。 ヒマワリの頭、松ぼっくり、パイナップル、多肉植物の観葉植物はすべて、花びら、葉、種子にこの独特の螺旋を含んでいます。
自然の秘密暗号としても知られるフィボナッチ螺旋がなぜ植物によく見られるのか、何世紀にもわたって科学者を困惑させてきたが、その進化的起源はほとんど無視されてきた。
その広範な分布に基づいて、フィボナッチ螺旋は最古の陸上植物で進化し、植物内で高度に保存されるようになった古代の特徴であると長い間考えられてきました。
今回、コーク大学 (UCC) のホリーアン・ターナー氏と、ドイツのミュンスター大学および英国のノーザン・ローグ・スタジオの研究者を含むエジンバラ大学率いる国際チームは、非フィボナッチ螺旋を発見し、この理論を覆しました。 407億XNUMX万年前の植物の化石。
「クラブモスのアステオキシロン・マッキエイは、化石記録に残る葉を持つ植物の最も初期の例の 407 つです。 これらの再構成を使用して、これらの XNUMX 億 XNUMX 万年前の化石植物の茎の周りの葉の個々の螺旋を追跡することができました。 アステオキシロンの葉の配置を我々が分析したところ、非常に初期のクラブモスは非フィボナッチ螺旋パターンを発達させたことが示されました」とホリーアン・ターナー氏は述べています。
研究者らは、デジタル再構成技術を使用して、最も初期の葉物植物グループのメンバーである化石クラブモス、アステオキシロン・マッキエイの葉物の新芽の最初の 3D モデルを作成しました。
この非常に保存状態の良い化石は、アバディーンシャーのライニー村近くにあるスコットランドの堆積物である有名な化石サイト、ライニーチャートで発見された。
この遺跡には、陸上植物が最初に進化し、徐々に地球の岩石の表面を覆い始めて居住可能な状態になったときの、地球の最も初期の生態系のいくつかの証拠が含まれています。
その結果、Asteroxylon mackiei の葉と生殖構造は、今日の植物では珍しい非フィボナッチ螺旋状に配置されていることが最も一般的であることが明らかになりました。
これにより、陸上植物のフィボナッチ螺旋に対する科学者の理解が変わります。 これは、非フィボナッチ螺旋が古代のクラブモスで一般的であったこと、および葉の螺旋の進化が XNUMX つの別々の道に分岐したことを示しています。
古代のクラブモスの葉は、シダ、針葉樹、顕花植物などの今日の他の主要な植物グループとはまったく異なる進化の歴史を持っていました。
研究チームは、デジタル レンダリングと 3D プリントを使用して、デジタル アーティストのマット ハンページと協力して、400 億年以上前に絶滅したアステオキシロン マッキーの 3D モデルを作成しました。
この研究はもともと雑誌に掲載されました 科学 6月の2023。
