Mi memorizzo questo articolo perchè, appena trovo il tempo, voglio approfondire. Molto interessante.
È un pattern matematico quasi onnipresente nel mondo vegetale. Un nuovo studio rivela però che potrebbe essere una conquista evolutiva molto più recente del previsto
Successione aura. Numero di dio. La successione di Fibonacci ha avuto molti nomi, ma a livello matematico è una progressione abbastanza elementare, in cui ogni numero è la somma dei due che lo precedono. A renderla interessante è il fatto che, per qualche ragione, legata probabilmente ai meccanismi di crescita delle stretture biologiche, è presente ovunque intorno a noi. Dai gusci delle lumache alle conchiglie marine; nei fiori di girasole, nelle spirali con cui i rami nuovi producono le loro foglie, nel numero di petali dei fiori di specie differenti. È una costante del mondo naturale, tanto che a destare scalpore ormai non è scoprire un nuovo esempio, quando piuttosto la sua assenza. Un nuovo studio pubblicato su Science, in effetti, ha dimostrato che in un antico genere di piante vissute circa 400 milioni di anni fa, le spirali con cui apparivano le foglie giovani sui fusti dei germogli non avevano relazione con la sequenza di Fibonacci. Spingendo gli autori ad affermare che la scoperta costringe a ripensare alcune delle convinzioni più radicate sull’evoluzione del mondo vegetale.
La successione di Fibonacci
Per iniziare, un po’ di storia. La sequenza di Fibonacci è una successione di numeri interi scoperta per la prima volta dal matematico Leonardo Pisano, detto il Fibonacci. Matematico geniale, responsabile tra le altre cose della diffusione del sistema decimale in Europa (e del superamento quindi di quello romano), si racconta che sviluppò la sua celebre successione (la prima funzione ricorsiva della storia della matematica), durante un torneo tenutosi a Pisa alla presenza di Federico II di Svevia. Gli sfidanti, tutti matematici di fama, erano chiamati a risolvere un problema basato sulla riproduzione dei conigli: “Un certo uomo mette una coppia di conigli in un posto circondato su tutti i lati da un muro. Quante coppie di conigli possono essere prodotte da quella coppia in un anno, se si suppone che ogni mese ogni coppia genera una nuova coppia, che dal secondo mese in avanti diventa produttiva?”.
La successione in natura
La cosa si fa interessante, ovviamente, quando iniziamo a vedere quanti elementi del mondo naturale sono governati dalla successione di Fibonacci o dalla sezione aurea. A partire dalle conchiglie come il nautilus, che hanno una forma a spirale che segue la spirale logaritmica espressa dalla sezione aurea. Ai petali di molte specie di fiori, il cui numero, diverso da specie a specie, spessissimo ritorna anche nella successione di Fibonacci: iris e gigli ne hanno 3, i ranuncoli 5, il delphinium 8, la calendula 13, le margherite e girasoli tendono ad averne più o meno 34, e via così. O ancora, nelle pigne, le cui scaglie (o più precisamente bratee) tipicamente si dispongono in un numero di spirali che appartiene alla succitata successione.
L’esempio più rilevante nel nostro caso è però quello delle foglie, e più precisamente di come si dispongono lungo i germogli nella stragrande maggioranza delle specie botaniche. Non sarà difficile indovinare a questo punto: lo fanno seguendo una spirale logaritmica che richiama la successione di Fibonacci. Uno studio degli anni ‘90 ha analizzato oltre 1.200 spirali di questo tipo su esemplari di 650 specie di piante differenti, concludendo che nel 90% dei casi le nuove foglie crescono proprio seguendo una spirale legata alla sequenza di Fibonacci. Per questo motivo, quattro ricercatori dell’Università di Edinburgo, Oxord e dell’Università di Münster hanno deciso di verificare quanto sia antico ed evolutivamente radicato il rapporto tra vegetali e successione di Fibonacci/sezione area, studiando la disposizione delle foglie in alcuni esemplari di piante fossili appartenenti al genere delle Licofite, e risalenti a oltre 400 milioni di anni fa.
In principio, non era Fibonacci
I fossili utilizzati per lo studio appartengono alla specie, ormai estinta, chiamata Asteroxylon mackiei, e sono stati portati alla luce in un sito scozzese. Nello studio, i quattro ricercatori hanno prelevato delle sottili sezioni dei fossili, e hanno utilizzato una tecnica di ricostruzione digitale per generare un modello tridimensionale delle piante, con cui studiare le spirali di crescita delle loro foglie. Scoprendo che in questa antica specie la disposizione delle foglie era estremamente variabile, e che le spirali di Fibonacci non erano praticamente mai presenti. Al contrario: nella maggior parte dei casi le foglie crescevano lungo delle spirali che non hanno rapporto con la successione di Fibonacci, un pattern di crescita praticamente assente nelle specie vegetali dei giorni nostri.
La scoperta ha diverse conseguenze. Per prima cosa, rivela che probabilmente le spirali di Fibonacci sono una caratteristica meno antica di quanto si pensasse, nel mondo vegetale. E almeno nelle licofite, una caratteristica apparsa di recente, e indipendentemente da altri gruppi vegetali. Questo lascia immaginare che si tratti di un tratto fenotipico comparso a più riprese nella storia evolutiva del mondo vegetale. La conseguenza di una forma di convergenza evolutiva, dovuta a qualche caratteristica vantaggiosa di questo pattern di crescita, che le piante hanno imparato a sfruttare più volte, e indipendentemente le une dalle altre. Qual è questo vantaggio adattativo? Non è chiaro. Come ricordano due degli autori in un intervento su The Conversation, esistono diverse ipotesi a riguardo, come la possibilità che aiuti a massimizzare la quantità di sole che raggiunge ogni foglia, o che renda più efficiente lo stoccaggio dei semi sulle piante. Risposte definitive, comunque, al momento non ce ne sono. L’onnipresenza della successione di Fibonacci in natura, e in particolare nelle piante, rimane quindi a tutt’oggi un mistero, che aspetta di essere svelato, in futuro, dalla scienza.
