La disposición de las hojas de las plantas más antiguas difiere de la de la mayoría de las plantas modernas, lo que echa por tierra una teoría largamente sostenida sobre los orígenes de un famoso patrón matemático de la naturaleza.

Los resultados indican que la disposición de las hojas en espirales, tan común en la naturaleza actual, no era habitual en las plantas terrestres más antiguas que poblaron la superficie terrestre.

En su lugar, las plantas antiguas presentaban otro tipo de espiral. Esto niega una teoría largamente sostenida sobre la evolución de las espirales de las hojas de las plantas, indicando que evolucionaron por dos caminos evolutivos distintos.

Las espirales son comunes en la naturaleza, ya se trate de los enormes remolinos de un huracán o de las intrincadas espirales de la doble hélice del ADN, y la mayoría pueden describirse mediante la famosa serie matemática de Fibonacci.

Llamada así en honor del matemático italiano Leonardo Fibonacci, esta secuencia constituye la base de muchos de los patrones más eficientes y asombrosos de la naturaleza.

Reconstrucciones 3D del ápice del brote foliar de A. mackiei | foto Holly-Ann Turner et al.

Las espirales son comunes en las plantas, y las espirales de Fibonacci constituyen más del 90% de las espirales. Las cabezas de los girasoles, las piñas y las suculentas plantas de interior incluyen estas características espirales en los pétalos de sus flores, en sus hojas o en sus semillas.

La razón por la que las espirales de Fibonacci, también conocidas como el código secreto de la naturaleza, son tan comunes en las plantas ha dejado perplejos a los científicos durante siglos, pero su origen evolutivo se ha pasado por alto en gran medida.

Debido a su amplia distribución, se ha supuesto durante mucho tiempo 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 echado por tierra esta teoría con el descubrimiento de espirales no Fibonacci en un fósil vegetal de 407 millones de años de antigüedad.

Mediante técnicas de reconstrucción digital, los investigadores han creado los primeros modelos en 3D de brotes foliares en el musgo fósil Asteroxylon mackiei, miembro del grupo más antiguo de plantas con hojas.

Reconstrucciones 3D del ápice del brote foliar de A. mackiei | foto Holly-Ann Turner et al.

El fósil, excepcionalmente conservado, se encontró en el famoso yacimiento fosilífero de Rhynie chert, un depósito sedimentario escocés cercano a la localidad de Rhynie, en Aberdeenshire.

El yacimiento contiene pruebas de algunos de los primeros ecosistemas del planeta, cuando las plantas terrestres evolucionaron por primera vez y empezaron gradualmente a cubrir la superficie rocosa de la Tierra haciéndola habitable.

Los hallazgos revelaron que las hojas y las estructuras reproductivas de Asteroxylon mackiei se disponían en espirales no Fibonacci, poco frecuentes en las plantas actuales.

Esto transforma la comprensión científica de las espirales de Fibonacci en las plantas terrestres. Indica que las espirales no Fibonacci eran comunes en los antiguos musgos y que la evolución de las espirales de las hojas divergió en dos caminos separados.

Las hojas de los antiguos licopodios tuvieron una historia evolutiva totalmente distinta a la de otros grandes grupos de plantas actuales, como los helechos, las coníferas y las plantas con flores.

La espiral de Fibonacci en una concha | foto Daderot en Wikimedia Commons

El equipo creó el modelo 3D de Asteroxylon mackiei, extinguido hace más de 400 millones de años, trabajando con el artista digital Matt Humpage, mediante renderizado digital e impresión 3D.

La investigación, publicada en la revista Science, fue financiada por UK Research and Innovation (UKRI), The Royal Society y la Fundación Alemana de Investigación. En el estudio también han participado investigadores del University College Cork (Irlanda), la Universidad de Münster (Alemania) y Northern Rogue Studios (Reino Unido).

El Dr. Sandy Hetherington, paleobiólogo evolutivo y director del proyecto en la Universidad de Edimburgo, declaró: Nuestro modelo de Asteroxylon mackiei nos permite examinar la disposición de las hojas en 3D por primera vez. La tecnología para imprimir en 3D un fósil vegetal de 407 millones de años y sostenerlo en la mano es realmente increíble. 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 licenciatura en la Universidad de Edimburgo y es la primera autora del estudio, dijo: El licopodio Asteroxylon mackiei es uno de los primeros ejemplos de una planta con hojas en el registro fósil. Gracias a estas reconstrucciones hemos podido rastrear espirales individuales de hojas alrededor de los tallos de estas plantas fósiles de 407 millones de años de antigüedad. Nuestro análisis de la disposición de las hojas en Asteroxylon muestra que los primeros licopodios desarrollaron patrones espirales no Fibonacci.


Fuentes

University of Edinburgh | Holly-Anne Turner, Matthew Humpage, Hans Kerp, Alexander J. Hetherington. Leaves and sporangia developed in rare non-Fibonacci spirals in early leafy plants. Science, 2023; 380 (6650): 1188 DOI: 10.1126/science.adg4014


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