A maioria das plantas que vemos hoje em dia organiza suas folhas, flores ou sementes em um padrão especial que forma espirais, baseado no Ângulo Áureo (137.5°) associado à sequência matemática de Fibonacci. Acredita-se que essa organização precisa otimize tanto o espaço quanto a luz solar para os órgãos da planta. Além disso, é um fenômeno antigo, com registros fósseis datando de cerca de 380 milhões de anos atrás, durante o Devoniano Superior, ou até mesmo antes.
Exemplos impressionantes de espirais de Fibonacci modernas incluem as cabeças dos girassóis, os caules e folhas das suculentas, bem como os cones de sementes das coníferas.
Da esquerda para a direita: Filotaxia espiral em girassol (Helianthus) de explorer2023 (CC BY-NC 4.0); Aloe espiral (Aloe polyphylla) de juddkirkel (CC BY-NC 4.0); e cones de coníferas por harum.koh (CC BY-SA 4.0Imagens do iNaturalist.
“As espirais de Fibonacci constituem 91% dos registros científicos filotático padrões em 650 espécies de angiospermas e gimnospermas, embora esse tipo de filotaxia também seja encontrado em samambaias, licopódios, musgos-espiga, isoetes e musgos”, escrevem Howell e seus colegas em seu novo artigo publicado recentemente em uma edição especial de Annals of Botany, "O papel dos fósseis na reconstrução da evolução das plantas.".
Historicamente, os cientistas acreditavam que, como essa característica é tão prevalente entre as plantas, ela deveria ser o estado ancestral da filotaxia vegetal. Mas evidências recentes de Asteroxylon mackiei licopódio O período Devoniano Inferior complica o quadro, apresentando "tanto verticilos quanto espirais não-Fibonacci", indicando que as espirais de Fibonacci podem ter evoluído posteriormente em plantas folhosas.
Essa descoberta levanta a questão de como a forma afetou a função à medida que a filotaxia espiral evoluiu.
E entao, Howell e seus colegas propuseram-se a analisar a filotaxia espiral dos cones de sementes do Jurássico Médio, utilizando cones de sementes de coníferas com 165 milhões de anos. Araucária mirabilis e testar se os atributos do cone da conífera afetaram o empacotamento das sementes.
Os pesquisadores utilizaram tomografia computadorizada de microfoco não destrutiva, bem como medições morfológicas gerais, para investigar se o eixo do cone, as proporções do cone (comprimento, largura, circunferência), a quiralidade (orientação lateral) ou parasticia Os atributos afetaram o número de sementes no cone (densidade de sementes).
Vinte e um bem conservados A. mirabilis Pinhas de sementes, originárias do Parque Nacional Bosques Petrificados de Jaramillo, na Patagônia, Argentina, foram selecionadas para análise a partir da coleção paleobotânica do Museu de História Natural de Chemnitz, em Chemnitz, Alemanha.
De forma geral, eles descobriram que ter um eixo de cone mais longo e uma espiral no sentido horário está associado a um aumento na quantidade de sementes nos cones, podendo ser a chave para um empacotamento ideal dos cones.
Com base nas correlações observadas neste estudo, a quiralidade ontogenética no sentido horário é uma característica vantajosa de A. mirabilis “cones de sementes”, escrevem Howell e seus colegas. A orientação no sentido horário foi correlacionada com espirais mais apertadas e mais sementes.
Ao realizar este estudo detalhado sobre a filotaxia espiral dos cones, Howell e seus colegas conseguiram documentar, pela primeira vez, as funções biológicas desses padrões e mostrar como eles se relacionam com o empacotamento de sementes em coníferas antigas – e talvez modernas.
LEIA O ARTIGO:
Howell, M., Rößler, R. e Nossa, C.(2025) Filotaxia, ontogenia e tomografia computadorizada: abordagens antigas e novas para a compreensão do empacotamento ideal de sementes no Jurássico Médio Araucaria mirabilis cones. Annals of Botany, 137(6), pp. 1817-1831. Disponível em: https://doi.org/10.1093/aob/mcaf325.
