400 milyon yıllık fosil, doğanın Fibonacci sarmalları hakkındaki anlayışımızı alt üst ediyor: ScienceAlert

Bir bitkinin gövdesindeki yaprakların dizilişine, bir ananasın dokusuna veya bir çam kozalağının pullarına dikkatinizi çekiyorsa, doğadaki matematiksel örüntülerin güzel örneklerine farkında olmadan şahit olmuşsunuzdur.

Tüm bu bitki özelliklerini birbirine bağlayan ortak özellik, helezon denilen sayısal bir diziye bağlı kalarak spiraller halinde dizilmiş olmalarıdır. Fibonacci Dizisi.

Basit olması için Fibonacci spiralleri olarak anılan bu spiraller, bitkilerde her yerde bulunur ve Leonardo da Vinci’den Charles Darwin’e bilim adamlarını büyülemiştir.

Bu, Fibonacci spirallerinin günümüz bitkilerindeki yaygınlığıdır ve temsil ettiği düşünülmektedir. Çok eski ve ayrılmış bir özellikbitki gelişiminin en erken aşamalarına kadar uzanan ve mevcut biçimleriyle devam eden.

Ancak, biz var Yeni çalışma bu bakış açısına meydan okur. 407 milyon yıllık fosilleşmiş bir bitkinin yapraklarındaki spiralleri ve üreme yapısını inceledik.

Şaşırtıcı bir şekilde, bu özel türde gözlemlenen tüm sarmalların aynı kuralı izlemediğini keşfettik. Bugün çok az bitki Fibonacci modelini takip etmiyor.

Fibonacci spiralleri nedir?

Spiraller doğada sıklıkla bulunur ve bitki yapraklarında, hayvan kabuklarında ve hatta DNA’mızın çift sarmalında görülebilir. Çoğu durumda, bu sarmallar Fibonacci dizisiyle ilişkilendirilir – her birinin kendisinden önceki iki sayının toplamı olduğu bir dizi sayı (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, vb.).

Bu modeller özellikle bitkilerde yaygındır ve çıplak gözle tanımlanabilir. Bir çam kozalağı alıp tabanına bakarsanız, dalın bağlanma noktasına doğru birleşen spiraller oluşturan odunsu pulları görebilirsiniz.

İlk başta, spiralleri yalnızca bir yönde tespit edebilirsiniz. Ancak yakından bakın ve hem saat yönünde hem de saat yönünün tersine dönen spiralleri görebilirsiniz. Şimdi spirallerin sayısını saat yönünde ve saat yönünün tersine sayın ve neredeyse her durumda spiral sayısı Fibonacci dizisinde tam sayılar olacaktır.

Bu özel durum istisnai bir durum değildir. içinde sabit 6.000 çam kozalağını analiz eden, incelenen kozalakların yüzde 97’sinde Fibonacci spiralleri bulundu.

Fibonacci spiralleri sadece çam kozalaklarında bulunmaz. Yapraklar ve çiçekler gibi diğer bitki organlarında yaygındırlar.

Maymun yapboz ağacındaki gibi yapraklı bir yaprağın ucuna bakarsanız, yaprakların uçtan başlayarak yavaş yavaş gövdeye dolanan spiraller halinde düzenlendiğini görebilirsiniz. A sabit 650’den fazla bitki türünden 12.000 spiralden, vakaların yüzde 90’ından fazlasında Fibonacci spirallerinin meydana geldiği bulundu.

Canlı bitki türlerindeki sıklıkları nedeniyle, uzun süredir Fibonacci sarmallarının eski olduğuna ve tüm bitkilerde yüksek oranda korunduğuna inanılmaktadır. İlk bitki fosillerini araştırarak bu hipotezi test etmeye başladık.

Erken bitkilerde Fibonacci olmayan spiraller

Yaprakları geliştirdiği bilinen ilk bitki grubundaki yaprak dizilişini ve üremeyi inceledik. Yosun Kulübü.

Spesifik olarak, soyu tükenmiş alg türlerinin bitki fosillerini inceledik. Astroxylon maki. İncelediğimiz fosiller şu anda Birleşik Krallık ve Almanya’daki müze koleksiyonlarındadır, ancak orijinal olarak Almanya’dan toplanmıştır. Rainey Çört Kuzey İskoçya’daki fosil bölgesi.

Fosillerin ince dilimlerinin fotoğraflarını çektik ve ardından bir düzenlemeyi görselleştirmek için dijital rekonstrüksiyon tekniklerini kullandık. A. Makyi3 boyutlu bırakır ve salyangozları tanımlar.

Bu analize dayanarak, yaprak düzeninin oldukça değişken olduğunu keşfettik. A. Makyi. Aslında, Fibonacci olmayan spiraller en yaygın düzenlemeydi. Bu tür erken dönem fosillerinde Fibonacci olmayan sarmalların keşfi şaşırtıcı çünkü günümüzde yaşayan bitki türlerinde çok nadir bulunuyorlar.

Belirgin evrimsel tarih

Bu bulgular, karasal bitkilerde Fibonacci sarmalları anlayışımızı değiştiriyor. Fibonacci olmayan sarmalların yosunlarda eski olduğunu ileri sürerek, tüm yapraklı bitkilerin Fibonacci modelini izleyen yapraklar yetiştirmeye başladığı görüşünü alt üst ettiler.

Dahası, kulüp yosunlarındaki yaprakların ve Fibonacci spirallerinin evriminin, günümüzde yaşayan eğrelti otları, kozalaklı ağaçlar ve çiçekli bitkiler gibi diğer bitki gruplarından farklı bir evrimsel geçmişi olduğunu gösterir. Fibonacci sarmallarının bitki evrimi sırasında birkaç kez ayrı ayrı ortaya çıktığı öne sürülüyor.

Çalışma aynı zamanda büyük bir evrimsel sorunun bulmacasına bir parça daha ekliyor – Fibonacci spiralleri bugün bitkilerde neden bu kadar yaygın?

Bu soru bilim adamları arasında hala tartışmalara neden oluyor. Dahil olmak üzere çeşitli hipotezler önerilmiştir. Işık miktarını en üst düzeye çıkarın aldığınız her kağıt veya Tohumları verimli bir şekilde paketleyin. Ancak bulgularımız, fosillerden ve algler gibi bitkilerden elde edilen içgörülerin bir yanıt bulmada nasıl hayati ipuçları sağlayabileceğini vurgulamaktadır.

Sandy Hetheringtonbitki evrim biyoloğu, Edinburgh Üniversitesi Ve Holly Ann TurnerDoktora Adayı, Paleontoloji, Üniversite Koleji Cork

Bu makale şu tarihten itibaren yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons Lisansı altında. Okumak orijinal makale.