La mayoría de las plantas que vemos hoy en día disponen sus hojas, flores o semillas en un patrón especial que forma espirales basadas en el ángulo áureo (137.5°), asociado a la sucesión matemática de Fibonacci. Se cree que esta disposición precisa optimiza tanto el espacio como la luz solar para los órganos de la planta. Además, es un patrón antiguo, ya que aparece en el registro fósil hace unos 380 millones de años, durante el Devónico Superior, o incluso antes.
Algunos ejemplos llamativos de espirales de Fibonacci modernas son las cabezas de los girasoles, los tallos y las hojas de las plantas suculentas, así como los conos de las coníferas.
De izquierda a derecha: filotaxis espiral en girasol (Helianthus annuus) por explorer2023 (CC BY-NC 4.0); Aloe espiral (Aloe polifila) por Juddkirkel (CC BY-NC 4.0); y conos de coníferas por harum.koh (CC BY-SA 4.0Imágenes de iNaturalist.
“Las espirales de Fibonacci constituyen el 91 % de los casos documentados. filotáctico patrones en 650 especies de angiospermas y gimnospermas, aunque este tipo de filotaxis también se encuentra en helechos, licopodios, espigas, isópodos y musgos”, escriben Howell y sus colegas en su nuevo artículo publicado recientemente en un número especial de Annals of Botany, "El papel de los fósiles en la reconstrucción de la evolución de las plantas..
Históricamente, los científicos han pensado que, debido a que este rasgo es tan frecuente entre las plantas, debe ser el estado ancestral de la filotaxis vegetal. Pero evidencia reciente de Asteroxylon mackiei, una licopodio del Devónico temprano, complica el panorama, ya que presenta "tanto verticilos como espirales no fibonacci", lo que indica que las espirales fibonacci podrían haber evolucionado más tarde en las plantas con hojas.
Este hallazgo plantea entonces la cuestión de cómo la forma afectó a la función a medida que evolucionó la filotaxis espiral.
Y entonces, Howell y sus colegas se propusieron analizar la filotaxis espiral de los conos de semillas del Jurásico Medio utilizando conos de semillas de coníferas de 165 millones de años de antigüedad. Araucaria mirabilis y comprobar si las características del cono de la conífera afectaban al empaquetamiento de las semillas.
Los investigadores utilizaron escaneo micro-CT no destructivo, así como mediciones morfológicas macroscópicas para determinar si el eje del cono, las proporciones del cono (longitud, anchura, circunferencia), la quiralidad (lateralidad) o parastichy Los atributos afectaron la cantidad de semillas en el cono (semillas).
Veintiún ejemplares bien conservados A. mirabilis Se seleccionaron conos de semillas, originarios del Parque Nacional Bosques Petrificados de Jaramillo en la Patagonia argentina, para su análisis a partir de la colección paleobotánica del Museo de Historia Natural de Chemnitz en Chemnitz, Alemania.
En general, descubrieron que tener un eje del cono más largo y una espiral en el sentido de las agujas del reloj está asociado con una mayor cantidad de semillas en el cono, lo que podría ser clave para un empaquetamiento óptimo de los conos.
“Según las correlaciones observadas en este estudio, la quiralidad ontogenética en sentido horario es una característica ventajosa de A. mirabilis conos de semillas”, escriben Howell y sus colegas. La orientación en el sentido de las agujas del reloj se correlacionó con espirales más compactas y mayor cantidad de semillas.
Mediante este estudio detallado sobre la filotaxis espiral de los conos, Howell y sus colegas pudieron documentar por primera vez las funciones biológicas de estos patrones y mostrar cómo se relacionan con el empaquetamiento de semillas en coníferas antiguas, y quizás también en las modernas.
LEE EL ARTÍCULO:
Howell, M., Rößler, R., y Gee, C.(2025) Filotaxis, ontogenia e imágenes de TC: enfoques antiguos y nuevos para comprender el empaquetamiento óptimo de semillas en el Jurásico Medio Araucaria mirabilis conos. Annals of Botany, 137(6), págs. 1817-1831. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aob/mcaf325.
