パレオウィーク:フィボナッチ螺旋の古代の秘密
植物学年報

パレオウィーク:フィボナッチ螺旋の古代の秘密

ジュラ紀の針葉樹では、球果が長く、時計回りの螺旋構造になっているため、種子がより密に詰まっている。

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今日私たちが目にする植物のほとんどは、葉、花、種子を、フィボナッチ数列に関連する黄金角(137.5°)に基づいた螺旋状の特別なパターンで配置しています。この正確な配置は、植物の各器官にとって空間と日光の両方を最適化すると考えられています。また、この配置は非常に古く、約3億8000万年前の後期デボン紀、あるいはそれ以前に化石記録に現れています。

現代におけるフィボナッチ螺旋の顕著な例としては、ヒマワリの花、多肉植物の茎や葉、そして針葉樹の種子の球果などが挙げられる。

「フィボナッチ螺旋は、記録されている螺旋の91%を占めています 葉序 ハウエルらは、最近特別号に掲載された新しい論文の中で、「このタイプの葉序は、被子植物と裸子植物の650種に見られるが、シダ類、ヒカゲノカズラ類、イワヒバ類、ミズミ類、コケ類にも見られる」と述べている。 Annals of Botany, 植物の進化を再構築する上での化石の役割"。

歴史的に、科学者たちはこの形質が植物の間で非常に一般的であることから、それが植物の葉序の祖先形質であるに違いないと考えてきた。しかし、最近の証拠は アステオキシロン・マッキー ヒカゲノカズラ類 初期のデボン紀の植物には「渦巻き模様と非フィボナッチ螺旋の両方」が見られるため、状況は複雑になり、フィボナッチ螺旋は葉のある植物では後になって進化した可能性があることを示唆している。

この発見は、らせん状の葉序が進化する過程で、形態が機能にどのように影響したのかという疑問を提起する。

研究者たちは21個の種子球を選びました アラウカリア・ミラビリスドイツ、ケムニッツのケムニッツ自然史博物館の古植物学コレクションから、モンキーパズル針葉樹科の化石種を採集し、球果の特徴と種子の充填密度との相関関係を調査した。 ハウエル 2026、図2。 CC BY

など、 ハウエルと同僚は、1億6500万年前の針葉樹の種子球果を用いて、中期ジュラ紀の種子球果の螺旋状葉序を分析することに着手した。 アラウカリア 奇跡 そして、針葉樹の球果の特性が種子の包装に影響を与えるかどうかをテストする。

研究者らは、非破壊マイクロCTスキャンと大まかな形態学的測定を使用して、円錐軸、円錐比率(長さ、幅、円周)、キラリティ(左右対称性)または円錐が 寄進 特性は、球果内の種子の数(種子の多さ)に影響を与えた。

保存状態の良い21の A. mirabilis 種子を採取した球果は、もともとアルゼンチンのパタゴニア地方にあるハラミージョ石灰岩国立公園産のもので、ドイツのケムニッツにあるケムニッツ自然史博物館の古植物学コレクションから球果分析のために選ばれた。

(A、B)マイクロCTスキャン アラウカリア・ミラビリス 種子球果。(C)標本K5637のセグメント化された画像は、時計回り(緑色)と反時計回り(紫色)のパラスティチを3次元で視覚化しています。スケールバー:1cm。

総合的に見て、円錐の軸が長く、螺旋が時計回りであることは、円錐の種子数の増加と関連しており、円錐の最適な充填に重要な役割を果たす可能性があることがわかった。

「本研究で観察された相関関係に基づくと、時計回りの発生学的キラリティは、 A. mirabilis 「種子の円錐形」とハウエルらは記している。時計回りの向きは、より密な螺旋とより多くの種子と相関していた。

ハウエル氏らは、球果の螺旋状葉序に関する詳細な研究を行うことで、これらのパターンの生物学的機能を初めて明らかにし、古代の、そしておそらく現代の針葉樹における種子の詰め込みとどのように関連しているかを示すことができた。


記事を読む:

ハウエル、M., レスラー、R., ジー、C。(2025)葉序、個体発生、CTイメージング:中期ジュラ紀における最適な種子充填を理解するための新旧のアプローチ アラウカリア・ミラビリス コーン。 Annals of Botany, 137(6), pp. 1817-1831. 入手先: https://doi.org/10.1093/aob/mcaf325.


表紙画像: S・レイ iNaturalist経由 4.0てCC

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著者

Sarah Covshoff

サラは植物分子生物学者であり、自然界の科学を一般の人々にも専門家にも分かりやすく伝えることに情熱を注いでいます。以前はC4光合成に関する博士研究員として研究に従事し、現在は科学コミュニケーションに重点を置いています。

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