La disposición inusual de las hojas en una planta fosilizada de 407 millones de años complica la comprensión de los científicos sobre la evolución de las plantas.
La mayoría de las plantas terrestres vivas hoy en día tienen patrones en espiral que incluyen la conocida secuencia de Fibonacci. Debido a que las espirales son tan comunes, los científicos creen que los patrones deben haberse originado en algunas de las primeras plantas terrestres. Pero las hojas de una planta antigua, miembro de uno de los primeros grupos de plantas en desarrollar hojas, estaban dispuestos en espirales que no pueden ser descritas por los números de Fibonacciinforman los investigadores en la revista Science del 16 de junio.
La investigación “nos ayuda a entender cómo [the] se creó la diversidad de plantas”, dice la botánica Barbara Ambrose, directora de investigación de laboratorio en el Jardín Botánico de Nueva York en Nueva York, que no participó en el estudio.
En la sucesión de Fibonacci, cada número es la suma de los dos anteriores: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, etc. Se pueden ver ejemplos de espirales en plantas que incorporan números de Fibonacci en la disposición de las hojas de algunas suculentas, brácteas de piña y semillas de girasol, entre muchas otras plantas (SN: 27/8/02).
En las plantas con un patrón de hojas en espiral, todas las hojas se pueden describir mediante un conjunto de líneas curvas que salen en espiral desde el centro en el sentido de las agujas del reloj, y también mediante un conjunto de líneas curvas que descansan en sentido contrario a las agujas del reloj. Si los números de las curvas en sentido horario y antihorario son los números que se encuentran en la secuencia de Fibonacci, se llama espiral de Fibonacci.
Los científicos no están seguros de por qué la mayoría de las plantas modernas usan la espiral de Fibonacci, pero puede ayudar a maximizar el espacio entre las hojas u otras partes de la planta (SN: 21/7/07). Estos patrones también pueden ocurrir debido a la distribución de auxinas, un tipo de hormona de crecimiento vegetal.
Las espirales de Fibonacci aparecen en la disposición de las hojas de algunas suculentas (una que se muestra a la izquierda), las brácteas de una piña (centro) y la margarita de mar (derecha).S. Hetherington
En el nuevo estudio, Sandy Hetherington, paleobotánico de la Universidad de Edimburgo, y sus colegas estudiaron los fósiles de la extinta Asteroxylon mackiei, miembro de un grupo de plantas llamadas plaunas, que también incluye a las plaunas modernas.
Los fósiles se obtuvieron del pedernal Rhynie, un depósito de roca sedimentaria de aproximadamente 400 millones de años en Aberdeenshire, Escocia, que contiene fósiles excepcionalmente bien conservados de algunas de las plantas terrestres más antiguas. En 1969, los investigadores recolectaron cientos de imágenes de secciones transversales de fósiles de A. mackiei y la roca circundante. El equipo de Hetherington reconstruyó digitalmente las secciones transversales en imágenes tridimensionales de las plantas originales.
Dos de las cuatro plantas reconstruidas mostraban una espiral que no era de Fibonacci en su hoja. Ambas plantas tenían ocho espirales en sentido antihorario (el número de Fibonacci). Pero uno tenía siete espirales en el sentido de las agujas del reloj y el otro tenía nueve, ninguno de los cuales son números de Fibonacci.
Las hojas de las otras dos plantas no crecían en espiral en absoluto, sino que crecían en anillos doblados a lo largo del tallo.
“Dada la prevalencia de las espirales de Fibonacci en la actualidad y en restos fosilizados de plantas posteriores, definitivamente esperábamos espirales de Fibonacci”, dice la coautora del estudio Holly-Ann Turner, paleontóloga del University College Cork en Irlanda. Los fósiles de A. mackiei son anteriores a los siguientes fósiles de licopodos más antiguos, que exhiben una espiral que no es de Fibonacci, en casi 50 millones de años.
Las hojas flotantes evolucionaron por separado de las hojas de otros tipos de plantas, pero algunas plantas flotantes modernas exhiben la espiral de Fibonacci. Esto sugiere que los patrones en espiral pueden haber evolucionado por separado en diferentes linajes de plantas, dice Peter Crane, botánico y presidente de la Oak Spring Garden Foundation en Upperville, Virginia, que no participó en el estudio.
A. mackiei es solo una especie, señala Ambrose. Aunque el registro fósil es ambiguo, las reconstrucciones de otras plantas tempranas pueden proporcionar más pistas sobre cómo evolucionan estas espirales en la naturaleza.
La nueva tecnología informática también significa que vale la pena revisar los fósiles que hace décadas se analizaron a mano, dice Turner. Con tanta información y detalles que se pueden recopilar a través de simulaciones por computadora, “puedes encontrar algo realmente grandioso”.
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Las espirales de Fibonacci aparecen en la disposición de las hojas de algunas suculentas (una que se muestra a la izquierda), las brácteas de una piña (centro) y la margarita de mar (derecha).S. Hetherington
