Існування рослин можна простежити приблизно 470 мільйонів років тому. Вони проявляються в безлічі візерунків, таких як розташування листя, спосіб росту їхніх гілок і симетрія їхніх квітів. Проте одна закономірність особливо збентежила вчених.
Спіралі, відомі як спіралі Фібоначчі, є унікальним візерунком, який часто можна побачити в природі, і переважно в рослинах. Цей шаблон був названий на честь Леонардо Фібоначчі, італійського математика, який представив послідовність Фібоначчі в 13 столітті.
Довгий час вчені вважали, що спіралі Фібоначчі є примітивною і добре збереженою ознакою рослин. Тим не менш, нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі наука заперечує цю давню ідею.
Отримані дані вказують на те, що розташування листя в характерні спіралі, які є поширеними в сучасній природі, не були поширені у найдавніших наземних рослин, які першими заселили поверхню Землі.
Натомість було виявлено, що стародавні рослини мають інший тип спіралі. Це заперечує давню теорію про еволюцію спіралей листя рослин, вказуючи на те, що вони еволюціонували двома різними еволюційними шляхами.
Незалежно від того, чи то величезний вир урагану, чи заплутані спіралі ДНК подвійна спіраль, спіралі поширені в природі, і більшість з них можна описати відомим математичним рядом послідовності Фібоначчі; яка є основою багатьох найефективніших і приголомшливих моделей природи.
Спіралі часто зустрічаються в рослинах, причому спіралі Фібоначчі складають понад 90% спіралей. Головки соняшнику, шишки, ананаси та кімнатні сукуленти містять ці характерні спіралі у своїх квіткових пелюстках, листі чи насінні.
Чому спіралі Фібоначчі, також відомі як таємний код природи, так часто зустрічаються в рослинах, століттями дивувало вчених, але їхнє еволюційне походження здебільшого ігнорувалося.
Виходячи з їх широкого розповсюдження, довгий час вважалося, що спіралі Фібоначчі були стародавньою особливістю, яка розвинулась у найдавніших наземних рослинах і стала добре збереженою в рослинах.
Тепер міжнародна команда під керівництвом Единбурзького університету, включно з Університетським коледжем Корка (UCC) Холлі-Енн Тернер і дослідниками з Університету Мюнстера, Німеччина, і Northern Rogue Studios, Велика Британія, спростувала цю теорію, відкривши нефібоначчієві спіралі в скам'яніла рослина віком 407 мільйонів років.
«Кифовий мох Asteroxylon mackiei є одним із найдавніших прикладів рослини з листям у літописі скам’янілостей. Використовуючи ці реконструкції, ми змогли відстежити окремі спіралі листя навколо стебел цих викопних рослин віком 407 мільйонів років. Наш аналіз розташування листя в Asteroxylon показує, що дуже ранні килини розвинули спіральні візерунки, відмінні від Фібоначчі», – заявила Холлі-Енн Тернер.
Використовуючи методи цифрової реконструкції, дослідники створили перші 3D-моделі листяних пагонів викопного булани Asteroxylon mackiei – представника найдавнішої групи листяних рослин.
Виключно збережену скам’янілість було знайдено у знаменитій стоянці скам’янілостей Rhynie chert, шотландському родовищі осадових відкладень поблизу села Rhynie в Абердинширі.
Сайт містить докази деяких із найдавніших екосистем планети – коли наземні рослини вперше еволюціонували та поступово почали вкривати кам’янисту поверхню Землі, роблячи її придатною для життя.
Отримані дані показали, що листя та репродуктивні структури Asteroxylon mackiei найчастіше розташовані у вигляді спіралей, відмінних від Фібоначчі, які сьогодні рідко зустрічаються у рослин.
Це змінює розуміння вченими спіралей Фібоначчі в наземних рослинах. Це вказує на те, що спіралі, відмінні від Фібоначчі, були поширені в стародавніх плаунах і що еволюція спіралей листя розділилася на два окремих шляхи.
Листя стародавніх плаунів мало еволюційну історію, яка відрізнялася від історії інших основних груп рослин, таких як папороті, хвойні та квіткові рослини.
Команда створила 3D-модель Asteroxylon mackiei, який вимер понад 400 мільйонів років, працюючи з цифровим художником Меттом Хампейджем, використовуючи цифрову візуалізацію та 3D-друк.
Спочатку дослідження було опубліковано в журналі наука 2023 червня.
