Existența plantelor poate fi urmărită în urmă cu aproximativ 470 de milioane de ani. Ele se manifestă într-o multitudine de modele, cum ar fi aspectul frunzelor lor, felul în care cresc ramurile lor și simetria florilor lor. Cu toate acestea, un model i-a uimit în special pe oamenii de știință.
Spiralele cunoscute sub numele de spirale Fibonacci sunt un model unic observat frecvent în natură și predominant în plante. Acest model a fost numit după Leonardo Fibonacci, un matematician italian care a introdus secvența Fibonacci în timpul secolului al XIII-lea.
Pentru o lungă perioadă de timp, oamenii de știință au susținut credința că spiralele Fibonacci sunt o trăsătură primitivă și foarte conservată în plante. Cu toate acestea, un studiu recent publicat în jurnal Ştiinţă contestă această idee de mult timp.
Descoperirile indică faptul că aranjarea frunzelor în spirale distinctive, care sunt comune în natură astăzi, nu au fost comune la cele mai vechi plante terestre care au populat prima dată suprafața Pământului.
În schimb, s-a descoperit că plantele antice au un alt tip de spirală. Acest lucru infirmă o teorie de lungă durată despre evoluția spiralelor frunzelor plantelor, indicând faptul că acestea au evoluat pe două căi evolutive separate.
Fie că este vorba de vârtejul vast al unui uragan sau de spiralele complicate ale ADN-ul dublu-helix, spiralele sunt comune în natură și majoritatea pot fi descrise de celebra serie matematică șirul Fibonacci; care formează baza multor dintre cele mai eficiente și uimitoare modele ale naturii.
Spiralele sunt comune la plante, spiralele Fibonacci formând peste 90% din spirale. Capetele de floarea soarelui, conurile de pin, ananasul și plantele de apartament suculente includ toate aceste spirale distinctive în petalele, frunzele sau semințele lor de flori.
De ce spiralele Fibonacci, cunoscute și sub denumirea de codul secret al naturii, sunt atât de comune în plante i-a uimit pe oamenii de știință de secole, dar originea lor evolutivă a fost în mare măsură trecută cu vederea.
Pe baza distribuției lor pe scară largă, s-a presupus de mult timp că spiralele Fibonacci erau o caracteristică străveche care a evoluat în primele plante terestre și a devenit extrem de conservată în plante.
Acum, o echipă internațională condusă de Universitatea din Edinburgh, care include University College Cork (UCC) Holly-Anne Turner și cercetători de la Universitatea Münster, Germania și Northern Rogue Studios, Marea Britanie, a răsturnat această teorie prin descoperirea spiralelor non-Fibonacci în o fosilă vegetală veche de 407 milioane de ani.
„Mușchiul Asteroxylon mackiei este unul dintre cele mai timpurii exemple de plantă cu frunze din înregistrarea fosilă. Folosind aceste reconstrucții, am putut urmări spiralele individuale de frunze din jurul tulpinilor acestor plante fosile vechi de 407 milioane de ani. Analiza noastră a aranjamentului frunzelor în Asteroxylon arată că foarte timpurii muschii au dezvoltat modele spiralate non-Fibonacci”, a declarat Holly-Anne Turner.
Folosind tehnici de reconstrucție digitală, cercetătorii au produs primele modele 3D de lăstari cu frunze din muschiul fosil Asteroxylon mackiei – un membru al celui mai vechi grup de plante cu frunze.
Fosila conservată excepțional a fost găsită în faimosul sit fosilar Rhynie chert, un depozit sedimentar scoțian în apropiere de satul Rhynie din Aberdeenshire.
Situl conține dovezi ale unora dintre cele mai vechi ecosisteme ale planetei – când plantele terestre au evoluat pentru prima dată și au început treptat să acopere suprafața stâncoasă a Pământului, făcând-o locuibilă.
Descoperirile au arătat că frunzele și structurile reproductive din Asteroxylon mackiei au fost cel mai frecvent aranjate în spirale non-Fibonacci, care sunt rare la plantele de astăzi.
Acest lucru transformă oamenii de știință înțelegerea spiralelor Fibonacci din plantele terestre. Indică faptul că spiralele non-Fibonacci au fost comune în vechii muschi și că evoluția spiralelor frunzelor a divergit în două căi separate.
Frunzele vechilor muschi au avut o istorie evolutivă complet distinctă față de celelalte grupuri majore de plante de astăzi, cum ar fi ferigile, coniferele și plantele cu flori.
Echipa a creat modelul 3D al Asteroxylon mackiei, care a dispărut de peste 400 de milioane de ani, lucrând cu artistul digital Matt Humpage, folosind randarea digitală și imprimarea 3D.
Studiul a fost publicat inițial în jurnal Ştiinţă pe iunie 2023.
