Un fossile di 400 milioni di anni ribalta la nostra comprensione delle spirali di Fibonacci della natura: ScienceAlert

Se i tuoi occhi sono mai stati attratti dalla disposizione delle foglie sullo stelo di una pianta, dalla consistenza di un ananas o dai gusci di una pigna, hai inavvertitamente assistito a ottimi esempi di schemi matematici in natura.

Ciò che accomuna tutte queste caratteristiche vegetali è la loro caratteristica comune di essere disposte in spirali aderenti ad una sequenza numerica chiamata Sequenza di Fibonacci.

Denominate spirali di Fibonacci per semplicità, queste spirali sono onnipresenti nelle piante e hanno affascinato scienziati da Leonardo da Vinci a Charles Darwin.

Questa è la prevalenza delle spirali di Fibonacci nelle piante oggi e si pensa rappresenti Una caratteristica molto antica e riservatarisalente ai primissimi stadi di sviluppo della pianta e che continua nelle sue forme attuali.

Tuttavia, abbiamo Nuovo studio contesta questo punto di vista. Abbiamo esaminato le spirali nelle foglie e la struttura riproduttiva di una pianta fossilizzata risalente a 407 milioni di anni fa.

Sorprendentemente, abbiamo scoperto che non tutte le spirali osservate in questa particolare specie seguivano la stessa regola. Oggi, pochissime piante non seguono il modello di Fibonacci.

Cosa sono le spirali di Fibonacci?

Le spirali si verificano frequentemente in natura e possono essere viste nelle foglie delle piante, nei gusci degli animali e persino nella doppia elica del nostro DNA. Nella maggior parte dei casi, queste spirali sono associate alla sequenza di Fibonacci, un insieme di numeri in cui ciascuno è la somma dei due numeri che lo precedono (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21 e così via).

Questi modelli sono particolarmente diffusi nelle piante e possono essere identificati ad occhio nudo. Se si prende in mano una pigna e si osserva la base, si notano le squame legnose che formano spirali che convergono verso il punto di attacco al ramo.

All’inizio, puoi individuare solo spirali in una direzione. Ma guarda da vicino e puoi vedere entrambe le spirali in senso orario e antiorario. Ora conta il numero di spirali in senso orario e antiorario, e in quasi tutti i casi il numero di spirali sarà un numero intero nella sequenza di Fibonacci.

Questo caso particolare non è un caso eccezionale. In Stabile che ha analizzato 6.000 pigne, le spirali di Fibonacci sono state trovate nel 97% delle pigne esaminate.

Le spirali di Fibonacci non esistono solo nelle pigne. Sono comuni in altri organi vegetali come foglie e fiori.

Se guardi la punta di una foglia frondosa, come quella di un albero dei puzzle delle scimmie, puoi vedere che le foglie sono disposte a spirale che iniziano dalla punta e si avvolgono gradualmente attorno allo stelo. UN Stabile Delle 12.000 spirali di oltre 650 specie di piante, le spirali di Fibonacci si sono verificate in oltre il 90% dei casi.

A causa della loro frequenza nelle specie vegetali viventi, si è creduto a lungo che le spirali di Fibonacci fossero antiche e altamente conservate in tutte le piante. Abbiamo deciso di verificare questa ipotesi studiando i primi fossili di piante.

Spirali non di Fibonacci nelle prime piante

Abbiamo esaminato la disposizione e la riproduzione delle foglie nel primo gruppo di piante noto per aver sviluppato foglie, chiamato Club delle alghe.

Nello specifico, abbiamo studiato i fossili vegetali di specie di alghe estinte Astroxylon Maki. I fossili che abbiamo studiato sono ora in collezioni museali nel Regno Unito e in Germania, ma sono stati originariamente raccolti da Rainey Chert Sito fossile nel nord della Scozia.

Abbiamo scattato foto di fette sottili dei fossili e poi abbiamo utilizzato tecniche di ricostruzione digitale per visualizzare una disposizione UN. MakyiLascia in 3D e identifica le lumache.

Sulla base di questa analisi, abbiamo scoperto che la disposizione delle foglie era molto variabile UN. Makyi. In effetti, le spirali non di Fibonacci erano la disposizione più comune. La scoperta di spirali non di Fibonacci in fossili così antichi è sorprendente perché sono così rare nelle specie vegetali che vivono oggi.

Storia evolutiva distintiva

Questi risultati cambiano la nostra comprensione delle spirali di Fibonacci nelle piante terrestri. Suggeriscono che le spirali non di Fibonacci fossero antiche nei muschi, ribaltando l’idea che tutte le piante frondose cominciassero a far crescere foglie che seguono lo schema di Fibonacci.

Inoltre, indica che l’evoluzione delle foglie e delle spirali di Fibonacci nei muschi del club ha avuto una storia evolutiva distinta da altri gruppi di piante che vivono oggi, come felci, conifere e piante da fiore. Si suggerisce che le spirali di Fibonacci siano apparse separatamente più volte durante l’evoluzione delle piante.

Il lavoro aggiunge anche un altro pezzo al puzzle di un’importante questione evolutiva: perché le spirali di Fibonacci sono così comuni nelle piante oggi?

Questa domanda provoca ancora polemiche tra gli studiosi. Sono state proposte varie ipotesi, incl Massimizza la quantità di luce che ogni carta che ricevi o Imballa i semi in modo efficiente. Ma le nostre scoperte evidenziano come le intuizioni da fossili e piante come le alghe possano fornire indizi vitali per trovare una risposta.

Sandy Hetheringtonbiologo evoluzionista vegetale, Università di Edimburgo E Holly Ann TurnerDottorando, Paleontologia, Cork dell’istituto universitario dell’università

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