Los nuevos hallazgos rompen creencias arraigadas sobre las espirales de Fibonacci

Un modelo 3D de un fósil de planta de 407 millones de años ha cambiado nuestra comprensión de la evolución de las hojas. Este estudio también proporcionó nuevas perspectivas sobre los patrones notables observados en las plantas.

Según estudios recientes, la disposición de las hojas de las primeras plantas difería de la de muchas plantas contemporáneas, lo que desafía la creencia popular sobre los inicios del famoso patrón matemático observado en la naturaleza. Los resultados indican que las típicas configuraciones en espiral de las hojas que vemos ahora en la naturaleza no prevalecían en las primeras plantas terrestres que aparecieron por primera vez en nuestro planeta.

En cambio, descubrió que las plantas antiguas tenían otro tipo de caracol. Esto niega una teoría más antigua sobre la evolución de las espirales de hojas de las plantas, sugiriendo que evolucionaron a lo largo de dos caminos evolutivos separados. Ya sea el vasto vórtice de un tornado o las complejas espirales de un tornado ADN Las espirales de doble hélice son comunes en la naturaleza y la mayoría de ellas pueden describirse mediante la famosa serie matemática secuencia de Fibonacci.

Esta secuencia, que lleva el nombre del matemático italiano Leonardo Fibonacci, constituye la base de muchos de los patrones más eficientes e impresionantes de la naturaleza. Las espirales son comunes en las plantas, y las espirales de Fibonacci constituyen más del 90% de las espirales. Las cabezas de girasol, las piñas, las piñas y las plantas de interior suculentas tienen estas espirales distintivas en los pétalos, hojas o semillas de las flores.

Tallos fósiles impresos en 3D colocados junto a plantas de cochinilla vivas. Crédito: Dra. Sandy Hetherington

Por qué las espirales de Fibonacci, también conocidas como el código secreto de la naturaleza, son tan comunes en las plantas ha desconcertado a los científicos durante siglos, pero su origen evolutivo ha sido en gran medida pasado por alto.

Debido a su amplia distribución, durante mucho tiempo se ha asumido que las espirales de Fibonacci eran una característica antigua que evolucionó en las primeras plantas terrestres y se conservó en gran medida en las plantas. Sin embargo, un equipo internacional dirigido por la Universidad de Edimburgo ha desmentido esta teoría con el descubrimiento de espirales distintas a las de Fibonacci en un fósil de planta de 407 millones de años.

Utilizando técnicas de reconstrucción digital, los investigadores produjeron los primeros modelos 3D de brotes de hojas en una planta de algas fósil Astroxilon Maki – Miembro del grupo más antiguo de plantas de hoja.

El fósil excepcionalmente bien conservado se encontró en el famoso yacimiento de fósiles de pedernal de Rhynie, un depósito sedimentario escocés cerca del pueblo de Rhynie en Aberdeenshire. El sitio contiene evidencia de algunos de los ecosistemas más antiguos del planeta, cuando las plantas terrestres evolucionaron por primera vez y gradualmente comenzaron a cubrir la superficie rocosa de la Tierra, haciéndola habitable.

Los resultados mostraron que las hojas y las estructuras reproductivas en Astroxilon Makiestaban comúnmente dispuestos en espirales que no eran de Fibonacci y son raros en las plantas de hoy.

Esto cambia la comprensión de los científicos sobre las espirales de Fibonacci en las plantas terrestres. Esto sugiere que las espirales distintas a las de Fibonacci eran comunes en las algas antiguas y que la evolución de las espirales de las hojas divergió en dos caminos separados. Los antiguos musgos de hojas tuvieron una historia evolutiva bastante distinta de la de otros grupos importantes de plantas actuales, como los helechos, las coníferas y las plantas con flores.

En la punta de los brotes fósiles se pueden reconocer hojas dispuestas en espiral Astroxilon Maki. Sección delgada fósil número GLAHM Kid 2554 en The Hunterian Collections, Universidad de Glasgow. Crédito: Foto de Sandy Hetherington. Número de ejemplar GLAHM Kid 2554 en The Hunterian Collections, Universidad de Glasgow

El equipo creó un modelo 3D de Astroxilon Makique se extinguió hace más de 400 millones de años, gracias al trabajo del artista digital Matt Homepage, utilizando renderizado digital e impresión 3D.

El estudio también incluyó a investigadores de la University College Cork (Irlanda), la Universidad de Münster (Alemania) y Northern Rouge Studios (Reino Unido).

El Dr. Sandy Hetherington, paleontólogo evolutivo y líder del proyecto en la Universidad de Edimburgo, dijo: «Nuestro modelo de Asteroxylon makiei nos permite examinar la disposición 3D de las hojas por primera vez. «La tecnología de impresión 3D de una planta de 407 millones de años Tener fósiles y tenerlos en la mano es increíble”. De hecho, nuestros hallazgos ofrecen una nueva perspectiva sobre la evolución de las espirales de Fibonacci en las plantas.

Holly-Anne Turner, que trabajó en el proyecto como estudiante de pregrado en la Universidad de Edimburgo y primera autora del estudio, dijo: «La planta de musgo Astroxilon Maki Es uno de los ejemplos más antiguos de plantas con hojas en el registro fósil. Utilizando estas reconstrucciones, pudimos rastrear espirales individuales de hojas alrededor de los tallos de estas plantas fósiles de 407 millones de años. Nuestro análisis de la disposición de las hojas en Asteroxylon muestra que las algas muy tempranas desarrollaron patrones espirales distintos de los de Fibonacci.

Referencia: “Las hojas y los esporocistos evolucionaron en raras espirales distintas de Fibonacci en plantas de hojas tempranas” por Holly Ann Turner, Matthew Hombag, Hans Kirp y Alexander J. Hetherington, 15 de junio de 2023, disponible aquí. Ciencias.
doi: 10.1126/ciencia.adg4014

El estudio fue financiado por Investigación e Innovación del Reino Unido (UKRI), la Royal Society y la Fundación Alemana de Investigación.