Fosil berusia 400 juta tahun mengubah pemahaman kita tentang spiral Fibonacci alam: ScienceAlert

Jika mata Anda tertuju pada susunan daun pada batang tanaman, tekstur nanas, atau sisik biji pinus, Anda secara tidak sengaja telah menyaksikan contoh bagus pola matematika di alam.

Apa yang mengikat semua fitur tumbuhan ini bersama-sama adalah fitur umum mereka yang tersusun dalam spiral yang mengikuti urutan numerik yang disebut Urutan Fibonacci.

Disebut sebagai spiral Fibonacci untuk kesederhanaan, spiral ini ada di mana-mana pada tumbuhan dan telah memesona para ilmuwan dari Leonardo da Vinci hingga Charles Darwin.

Ini adalah prevalensi spiral Fibonacci pada tumbuhan saat ini dan dianggap mewakili Fitur yang sangat tua dan pendiamsejak tahap awal perkembangan tanaman dan berlanjut dalam bentuknya yang sekarang.

Namun, kami punya Studi baru menantang sudut pandang ini. Kami memeriksa spiral pada daun dan struktur reproduksi tumbuhan fosil yang berumur 407 juta tahun.

Anehnya, kami menemukan bahwa tidak semua spiral yang diamati pada spesies khusus ini mengikuti aturan yang sama. Saat ini, sangat sedikit tumbuhan yang tidak mengikuti pola Fibonacci.

Apa itu spiral Fibonacci?

Spiral sering terjadi di alam dan dapat dilihat pada daun tumbuhan, cangkang hewan, dan bahkan heliks ganda DNA kita. Dalam kebanyakan kasus, spiral ini dikaitkan dengan deret Fibonacci – sekumpulan angka yang masing-masing merupakan jumlah dari dua angka sebelumnya (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, dan seterusnya).

Pola-pola ini sangat lazim pada tumbuhan dan dapat diidentifikasi dengan mata telanjang. Jika Anda mengambil biji pinus dan melihat dasarnya, Anda dapat melihat sisik kayu yang membentuk spiral yang menyatu menuju titik perlekatan pada dahan.

Pada awalnya, Anda hanya dapat melihat spiral dalam satu arah. Tapi perhatikan baik-baik, dan Anda bisa melihat kedua spiral searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Sekarang hitung jumlah spiral searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam, dan di hampir setiap kasus jumlah spiral akan berupa bilangan bulat dalam deret Fibonacci.

Kasus khusus ini bukanlah kasus yang luar biasa. di dalam Stadi yang menganalisis 6.000 biji pinus, spiral Fibonacci ditemukan di 97 persen kerucut yang diperiksa.

Fibonacci spiral tidak hanya ada di kerucut pinus. Mereka umum di organ tanaman lain seperti daun dan bunga.

Jika Anda melihat ujung daun yang rimbun, seperti yang ada di pohon teka-teki monyet, Anda dapat melihat daun-daun tersebut tersusun secara spiral mulai dari ujung dan secara bertahap melingkari batangnya. A Stadi Dari 12.000 spiral dari lebih dari 650 spesies tumbuhan, spiral Fibonacci ditemukan terjadi pada lebih dari 90 persen kasus.

Karena frekuensinya dalam spesies tumbuhan hidup, telah lama diyakini bahwa spiral Fibonacci kuno dan sangat lestari di semua tumbuhan. Kami berangkat untuk menguji hipotesis ini dengan menyelidiki fosil tanaman awal.

Spiral Non-Fibonacci pada tanaman awal

Kami memeriksa susunan dan reproduksi daun pada kelompok tanaman pertama yang diketahui telah mengembangkan daun, disebut Klub Alga.

Secara khusus, kami mempelajari fosil tumbuhan dari spesies alga yang telah punah Astroxylon maki. Fosil yang kami pelajari sekarang menjadi koleksi museum di Inggris Raya dan Jerman, tetapi awalnya dikumpulkan dari Rainey Chert Situs fosil di Skotlandia utara.

Kami memotret irisan tipis fosil dan kemudian menggunakan teknik rekonstruksi digital untuk memvisualisasikan susunannya A. MakyiDaun dalam 3D dan identifikasi siput.

Berdasarkan analisis ini, kami menemukan bahwa susunan daun sangat bervariasi A. Makyi. Faktanya, spiral non-Fibonacci adalah susunan yang paling umum. Penemuan spiral non-Fibonacci pada fosil awal semacam itu mengejutkan karena sangat langka pada spesies tanaman yang hidup saat ini.

Sejarah evolusi yang khas

Temuan ini mengubah pemahaman kita tentang spiral Fibonacci pada tumbuhan terestrial. Mereka berpendapat bahwa spiral non-Fibonacci kuno di lumut, menjungkirbalikkan pandangan bahwa semua tumbuhan berdaun mulai menumbuhkan daun yang mengikuti pola Fibonacci.

Selain itu, ini menunjukkan bahwa evolusi daun dan spiral Fibonacci pada lumut klub memiliki sejarah evolusi yang berbeda dari kelompok tumbuhan lain yang hidup saat ini, seperti pakis, tumbuhan runjung, dan tumbuhan berbunga. Disarankan bahwa spiral Fibonacci muncul secara terpisah beberapa kali selama evolusi tanaman.

Pekerjaan ini juga menambah potongan teka-teki dari pertanyaan evolusioner utama – mengapa spiral Fibonacci begitu umum pada tumbuhan saat ini?

Pertanyaan ini masih menimbulkan kontroversi di kalangan ulama. Berbagai hipotesis telah diajukan, termasuk Maksimalkan jumlah cahaya bahwa setiap kertas yang Anda terima atau Kemas benih secara efisien. Namun temuan kami menyoroti bagaimana wawasan dari fosil dan tumbuhan seperti alga dapat memberikan petunjuk penting dalam menemukan jawaban.

Sandy Hetheringtonahli biologi evolusi tumbuhan, Universitas Edinburgh Dan Holly Ann TurnerKandidat PhD, Paleontologi, Universitas College Cork

Artikel ini telah diterbitkan ulang dari Percakapan Di bawah Lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.