Bir maymun bulmaca ağacının dikenli dalları. Joshua Bruce Allen/Shutterstock
Bir bitkinin gövdesindeki yaprakların dizilişine, bir ananasın dokusuna veya bir çam kozalağının pullarına dikkatinizi çektiyse, o zaman farkında olmadan doğadaki matematiksel örüntülerin parlak örneklerine tanık olmuşsunuzdur.
Tüm bu botanik özellikleri birbirine bağlayan şey, spiraller halinde düzenlenmelerinin ortak özellikleridir ve bu özellikler, "hedef" adı verilen sayısal bir diziye bağlıdır. Fibonacci Dizisi. Basit olması için Fibonacci spiralleri olarak adlandırılan bu spiraller, bitkilerde son derece yaygın ve Leonardo da Vinci'den Charles Darwin'e bilim adamlarını büyüledi.
Bugün bitkilerde Fibonacci sarmallarının yaygınlığı o kadar fazladır ki, bunların bir eski ve yüksek oranda korunmuş özellik, bitki evriminin en erken aşamalarına kadar uzanan ve mevcut formlarında devam eden.
Ancak, bizim Yeni bir çalışma bu bakış açısına meydan okur. 407 milyon yıllık fosilleşmiş bir bitkinin yapraklarındaki spiralleri ve üreme yapılarını inceledik. Şaşırtıcı bir şekilde, bu özel türde gözlemlenen tüm spirallerin aynı kuralı takip etmediğini keşfettik. Bugün sadece birkaç bitki Fibonacci modelini takip etmiyor.
Çalışmanın ilk yazarı Holly-Anne Turner, Edinburgh Üniversitesi'nde Asteroxylon mackiei'nin dijital 3B modellerini yaratıyor. Luisa-Marie Dickenmann/Edinburgh Üniversitesi, CC BY-NC-ND
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 ilgilidir - her birinin kendisinden önce gelen iki sayının (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21 vb.) toplamı olduğu bir dizi sayı.
Bu modeller özellikle bitkilerde yaygındır ve çıplak gözle bile tanınabilir. Bir çam kozalağı alıp tabanına bakarsanız, odunsu pulların dalla bağlantı noktasına doğru birleşen spiraller oluşturduğunu görebilirsiniz.
İlk başta, yalnızca bir yöndeki spiralleri görebilirsiniz. Ancak yakından bakın ve hem saat yönünde hem de saat yönünün tersine spiraller görebilirsiniz. Şimdi saat yönünde ve saat yönünün tersine spirallerin sayısını sayın ve hemen hemen her durumda spirallerin sayısı Fibonacci dizisinde tam sayılar olacaktır.
Saat yönünde 8 ve saat yönünün tersine 13 spiral gösterecek şekilde kodlanmış aynı çam kozalağı rengi. 8 ve 13 Fibonacci dizisindeki ardışık sayılardır. Sandy Hetherington, Yazar sağlanan
Bu özel durum istisnai bir durum değildir. İçinde ders çalışma 6,000 çam kozalağı analiz edildiğinde, incelenen kozalakların %97'sinde Fibonacci spiralleri bulundu.
Fibonacci spiralleri sadece çam kozalaklarında bulunmaz. Yapraklar ve çiçekler gibi diğer bitki organlarında yaygındırlar.
Maymun yapboz ağacı gibi yapraklı bir sürgünün ucuna bakarsanız, yaprakların uçtan başlayan ve yavaş yavaş gövdeye dolanan spiraller halinde düzenlendiğini görebilirsiniz. A ders çalışma 12,000'den fazla bitki türünden 650 sarmal, Fibonacci sarmallarının vakaların %90'ından fazlasında meydana geldiğini buldu.
Canlı bitki türlerindeki sıklıkları nedeniyle, Fibonacci sarmallarının eski olduğu ve tüm bitkilerde yüksek oranda korunduğu uzun zamandır düşünülmüştür. Erken dönem bitki fosillerini inceleyerek bu hipotezi test etmeye başladık.
Fibonacci spirallerine sahip canlı bitki örnekleri. Soldan sağa: Bir maymun yapboz ağacının yapraklarındaki sarmallar, bir çam kozalağı ve bir sahil papatyasının çiçeği. Sandy Hetherington, Yazar sağlanan
Erken bitkilerde Fibonacci olmayan spiraller
Yaprakları geliştirdiği bilinen ilk bitki grubundaki üreme yapılarını ve yaprakların dizilişini inceledik. kulüp yosunları.
Spesifik olarak, soyu tükenmiş kulüp yosunu türlerinin bitki fosillerini inceledik. Asteroksilon Mackiei. İncelediğimiz fosiller şu anda Birleşik Krallık ve Almanya'daki müze koleksiyonlarında yer almaktadır, ancak orijinal olarak Amerika Birleşik Devletleri'nden toplanmıştır. Rhynie çört - kuzey İskoçya'da bir fosil alanı.
İnce fosil dilimlerinin resimlerini çektik ve ardından fosillerin dizilişini görselleştirmek için dijital rekonstrüksiyon tekniklerini kullandık. Asteroxylon mackiei'nin 3D bırakır ve spiralleri ölçer.
Bu analize dayanarak, yaprak düzeninin oldukça değişken olduğunu keşfettik. Asteroksilon Mackiei. Aslında, Fibonacci olmayan spiraller en yaygın düzenlemeydi. Böylesine erken bir fosilde Fibonacci olmayan sarmalların keşfedilmesi, günümüzde canlı bitki türlerinde çok nadir bulunması nedeniyle şaşırtıcıdır.
Fosil Asteroxylon mackiei'nin yeniden canlandırılması. Matt Humpage / Kuzey Rogue Stüdyoları, CC BY-NC-ND
Farklı evrimsel tarih
Bu bulgular, kara bitkilerindeki Fibonacci sarmallarına ilişkin anlayışımızı değiştiriyor. Fibonacci olmayan sarmalların kulüp yosunlarında eski olduğunu öne sürüyorlar ve tüm yapraklı bitkilerin Fibonacci modelini izleyen yapraklar yetiştirmeye başladığı görüşünü alt üst ediyorlar.
Dahası, kulüp yosunlarındaki yaprak evrimi ve Fibonacci sarmallarının, eğrelti otları, kozalaklı ağaçlar ve çiçekli bitkiler gibi günümüzde yaşayan diğer bitki gruplarından farklı bir evrimsel geçmişe sahip olduğunu öne sürüyor. Fibonacci spirallerinin bitki evrimi boyunca birçok kez ayrı ayrı ortaya çıktığını öne sürüyor.
Çalışma aynı zamanda büyük bir evrimsel sorunun bulmacasına bir parça daha ekliyor: Fibonacci sarmalları bugün bitkilerde neden bu kadar yaygın?
Bu soru bilim adamları arasında tartışma yaratmaya devam ediyor. dahil olmak üzere çeşitli hipotezler öne sürülmüştür. ışık miktarını en üst düzeye çıkarmak her yaprağın aldığı veya tohumları verimli bir şekilde paketleyin. Ancak bulgularımız, fosillerden ve kulüp yosunları gibi bitkilerden elde edilen içgörülerin, bir yanıt bulmada nasıl hayati ipuçları sağlayabileceğini vurgulamaktadır.
Yazar hakkında
Sandy Hetherington, Bitki Evrimci Biyolog, Edinburgh Üniversitesi ve Holly-Anne Turner, Doktora Adayı, Paleobotanik, Üniversite Koleji Mantarı
Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.
Amazon'un En Çok Satanlar listesinden Çevre Üzerine Kitaplar
"Sessiz Bahar"
kaydeden Rachel Carson
Bu klasik kitap, pestisitlerin zararlı etkilerine ve doğal dünya üzerindeki etkilerine dikkat çekerek çevrecilik tarihinde bir dönüm noktasıdır. Carson'ın çalışması, modern çevre hareketine ilham vermeye yardımcı oldu ve çevre sağlığının zorluklarıyla boğuşmaya devam ettiğimiz günümüzde geçerliliğini koruyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
"Yaşanmaz Dünya: Isındıktan Sonra Yaşam"
David Wallace-Wells tarafından
Bu kitapta David Wallace-Wells, iklim değişikliğinin yıkıcı etkileri ve bu küresel krizin acilen ele alınması gerektiği konusunda kesin bir uyarı sunuyor. Kitap, harekete geçmezsek karşı karşıya kalacağımız geleceğe iç karartıcı bir bakış sağlamak için bilimsel araştırmalardan ve gerçek dünyadan örneklere dayanıyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
"Ağaçların Gizli Hayatı: Ne Hissediyorlar, Nasıl İletişim Kuruyorlar? Gizli Bir Dünyanın Keşifleri"
kaydeden Peter Wohlleben
Bu kitapta Peter Wohlleben, ağaçların büyüleyici dünyasını ve ekosistemdeki rollerini araştırıyor. Kitap, bilimsel araştırmalardan ve Wohlleben'in bir ormancı olarak kendi deneyimlerinden yola çıkarak ağaçların birbirleriyle ve doğal dünyayla etkileşiminin karmaşık yollarına dair içgörüler sunuyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
"Evimiz Yanıyor: Bir Ailenin ve Krizdeki Bir Gezegenin Sahneleri"
Greta Thunberg, Svante Thunberg ve Malena Ernman tarafından
Bu kitapta, iklim aktivisti Greta Thunberg ve ailesi, iklim değişikliğini ele almanın acil ihtiyacı konusunda farkındalık yaratma yolculuklarının kişisel bir anlatımını sunuyor. Kitap, karşılaştığımız zorlukların ve harekete geçme ihtiyacımızın güçlü ve dokunaklı bir anlatımını sunuyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
"Altıncı Yok Oluş: Doğal Olmayan Bir Tarih"
Elizabeth Kolbert tarafından
Bu kitapta Elizabeth Kolbert, insan faaliyetinin neden olduğu türlerin devam eden kitlesel yok oluşunu araştırıyor, insan faaliyetinin doğal dünya üzerindeki etkisine ciddi bir bakış sağlamak için bilimsel araştırmalardan ve gerçek dünya örneklerinden yararlanıyor. Kitap, Dünya'daki yaşam çeşitliliğini korumak için zorlayıcı bir eylem çağrısı sunuyor.
