كشف ألغاز الطبيعة الرياضية: العالم الرائع لأنماط فيبوناتشي في النباتات
لطالما أسرتنا النباتات بجمالها وتصميماتها المعقدة. من ترتيب الأوراق على الجذع إلى نسيج الأناناس ، تعرض الطبيعة غالبًا أنماطًا رياضية مذهلة. أحد هذه الأنماط ، المعروف باسم لوالب فيبوناتشي ، أثار اهتمام العلماء لعدة قرون. كان ليوناردو دافنشي وتشارلز داروين من بين الشخصيات البارزة التي أذهلت من انتشار لوالب فيبوناتشي في المملكة النباتية. يُعتقد أن شكل هذه اللوالب ، الذي يحكمه تسلسل فيبوناتشي ، هو سمة قديمة ومحفوظة للغاية استمرت طوال فترة تطور النباتات. ومع ذلك ، تتحدى دراسة حديثة هذا الافتراض ، وتلقي ضوءًا جديدًا على تعقيد وتنوع الهياكل النباتية.
طبيعة لوالب فيبوناتشي
لوالب فيبوناتشي هي ظاهرة شائعة في الطبيعة ، ويمكن ملاحظتها بأشكال مختلفة مثل أوراق النبات ، وأصداف الحيوانات ، وحتى التركيب اللولبي المزدوج للحمض النووي. تتبع هذه اللوالب تسلسل فيبوناتشي ، حيث يمثل كل رقم مجموع الرقمين السابقين (1 ، 1 ، 2 ، 3 ، 5 ، 8 ، 13 ، 21 ، وهكذا). في عالم النبات ، تكون هذه اللوالب بارزة بشكل خاص ويمكن غالبًا تمييزها بالعين المجردة. على سبيل المثال ، عند فحص كوز الصنوبر ، يمكن للمرء أن يلاحظ المقاييس الخشبية التي تشكل اللوالب التي تتقارب نحو نقطة الارتباط بالفرع. ومن المثير للاهتمام ، أنه من خلال حساب عدد اللوالب في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة ، فمن الشائع إيجاد أعداد صحيحة تتوافق مع متتالية فيبوناتشي.
انتشار واسع في النباتات
لا يقتصر انتشار لوالب فيبوناتشي في النباتات على أكواز الصنوبر ؛ توجد في العديد من الأعضاء النباتية الأخرى ، بما في ذلك الأوراق والزهور. من خلال مراقبة الأوراق الموجودة في شجرة ألغاز القرد ، يمكن للمرء أن يلاحظ أن الأوراق مرتبة في لوالب تبدأ من الحافة وتنتهي في طريقها حول الجذع. كشفت الأبحاث التي شملت أكثر من 650 نوعًا من النباتات و 12000 لولب أن لوالب فيبوناتشي تحدث في أكثر من 90٪ من الحالات. في الواقع ، وجدت دراسة فحصت 6000 كوز صنوبر أن لوالب فيبوناتشي موجودة في 97٪ من المخاريط التي تم فحصها. أدت هذه الأحداث المنتشرة على نطاق واسع إلى الاعتقاد بأن لوالب فيبوناتشي كانت سمة قديمة ومحفوظة للغاية في جميع النباتات.
اختبار فرضية أنماط فيبوناتشي
هدفت دراسة رائدة إلى اختبار فرضية وجود لوالب فيبوناتشي في كل مكان في النباتات من خلال تحليل الحفريات النباتية المبكرة. ركز الباحثون على طحالب النادي ، وهي المجموعة الأولى من النباتات المعروفة بأنها طورت أوراقًا. على وجه التحديد ، قاموا بفحص بقايا متحجرة من أنواع الطحالب المنقرضة Asteroxylon mackiei ، التي يعود تاريخها إلى 407 ملايين سنة. باستخدام تقنيات إعادة البناء الرقمية ، تصور الفريق الترتيب ثلاثي الأبعاد للأوراق في Asteroxylon mackiei وقياس اللوالب.
اكتشافات مفاجئة في النباتات المبكرة
على عكس التوقعات ، كشفت الدراسة أن ترتيب الأوراق في Asteroxylon mackiei كان متغيرًا بدرجة كبيرة ، وكان النمط اللولبي غير الفيبوناتشي هو النمط الأكثر شيوعًا. يتحدى هذا الاكتشاف الاعتقاد السائد بأن جميع النباتات المورقة اتبعت نمط فيبوناتشي من مراحلها الأولى. يعد وجود اللولب غير الفيبوناتشي في مثل هذه الأنواع الأحفورية المبكرة أمرًا رائعًا ، نظرًا لندرتها في النباتات الحالية. تشير النتائج إلى أن تطور الأوراق ولوالب فيبوناتشي في طحالب النادي كان لها تاريخ تطوري متميز مقارنة بمجموعات النباتات الحية الأخرى مثل السرخس والصنوبريات والنباتات المزهرة. يشير إلى أن لوالب فيبوناتشي ظهرت بشكل مستقل عدة مرات خلال تطور النباتات.
كشف النقاب عن الغموض
لا تعيد الدراسة تعريف فهمنا للوالب فيبوناتشي في النباتات البرية فحسب ، بل تساهم أيضًا في كشف اللغز الأوسع حول سبب وجود هذه اللوالب كونها شائعة جدًا في النباتات اليوم. اقترح العلماء عدة فرضيات لشرح هذه الظاهرة ، بما في ذلك تحسين التعرض للضوء لكل ورقة وتعبئة البذور بكفاءة. ومع ذلك ، فإن الرؤى المستمدة من الحفريات والنباتات مثل طحالب النادي تقدم أدلة قيمة قد تساعد في الإجابة على هذا السؤال. من خلال فحص الهياكل النباتية القديمة ، يمكن للباحثين اكتساب فهم أعمق للأصول التطورية وأهمية لوالب فيبوناتشي في المملكة النباتية.
تستمر الأنماط المعقدة من لوالب فيبوناتشي الموجودة في الطبيعة في إبهار العلماء والمعجبين على حد سواء. في حين أن هذه اللوالب يتم ملاحظتها بشكل شائع في النباتات ، إلا أن الأبحاث الحديثة تتحدى الافتراض بأنها عالمية في جميع أنواع النباتات. من خلال دراسة الحفريات النباتية المبكرة ، اكتشف الباحثون أن اللوالب غير الفيبوناتشية كانت سائدة في الطحالب القديمة ، مما يسلط الضوء على تعقيد وتنوع الهياكل النباتية. تؤكد النتائج على الحاجة إلى استكشاف مجموعات نباتية مختلفة والخوض في تاريخها التطوري لفهم أهمية لوالب فيبوناتشي تمامًا. إن كشف أسرار الأنماط الرياضية في الطبيعة لا يثري فهمنا للمملكة النباتية فحسب ، بل يوفر أيضًا نظرة ثاقبة للمبادئ الأوسع التي تحكم أشكال الحياة المتنوعة.
المصدر: theconversation.com
الصور من عمل:
