एक बंदर पहेली पेड़ की कांटेदार शाखाएँ। जोशुआ ब्रूस एलन/शटरस्टॉक
यदि आपकी नज़र कभी किसी पौधे के तने पर पत्तियों की व्यवस्था, अनानास की बनावट या पाइनकोन के शल्कों पर गई है, तो आपने अनजाने में प्रकृति में गणितीय पैटर्न के शानदार उदाहरण देखे हैं।
इन सभी वनस्पति विशेषताओं को एक साथ जोड़ने वाली बात उनकी सर्पिल में व्यवस्थित होने की साझा विशेषता है जो एक संख्यात्मक अनुक्रम का पालन करती है जिसे कहा जाता है फिबोनाची अनुक्रम. ये सर्पिल, जिन्हें सरलता के लिए फाइबोनैचि सर्पिल कहा जाता है, पौधों में बेहद व्यापक हैं और इन्होंने लियोनार्डो दा विंची से लेकर चार्ल्स डार्विन तक वैज्ञानिकों को आकर्षित किया है।
आज पौधों में फाइबोनैचि सर्पिलों का इतना प्रचलन है कि उन्हें एक का प्रतिनिधित्व करने वाला माना जाता है प्राचीन और अत्यधिक संरक्षित विशेषता, जो पौधों के विकास के शुरुआती चरणों से संबंधित हैं और अपने वर्तमान स्वरूप में बने हुए हैं।
हालांकि, हमारे नए अध्ययन इस दृष्टिकोण को चुनौती देता है। हमने 407 मिलियन वर्ष पुराने जीवाश्म पौधे की पत्तियों और प्रजनन संरचनाओं में सर्पिलों की जांच की। आश्चर्यजनक रूप से, हमने पाया कि इस विशेष प्रजाति में देखे गए सभी सर्पिल इसी नियम का पालन नहीं करते थे। आज, बहुत कम पौधे ही फाइबोनैचि पैटर्न का पालन नहीं करते हैं।
हॉली-ऐनी टर्नर, अध्ययन के पहले लेखक, एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में एस्टरॉक्सिलॉन मैकी के डिजिटल 3डी मॉडल बना रहे हैं। लुइसा-मैरी डिकेनमैन/एडिनबर्ग विश्वविद्यालय, सीसी द्वारा नेकां एन डी
फाइबोनैचि सर्पिल क्या हैं?
प्रकृति में सर्पिल अक्सर पाए जाते हैं और इन्हें पौधों की पत्तियों, जानवरों के खोल और यहां तक कि हमारे डीएनए के दोहरे हेलिक्स में भी देखा जा सकता है। ज्यादातर मामलों में, ये सर्पिल फाइबोनैचि अनुक्रम से संबंधित होते हैं - संख्याओं का एक सेट जहां प्रत्येक दो संख्याओं का योग होता है जो इससे पहले होती हैं (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21 और इसी तरह)।
ये पैटर्न विशेष रूप से पौधों में व्यापक हैं और इन्हें नग्न आंखों से भी पहचाना जा सकता है। यदि आप एक पाइनकोन उठाते हैं और आधार को देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि वुडी स्केल सर्पिल बनाते हैं जो शाखा के साथ लगाव के बिंदु की ओर एकत्रित होते हैं।
सबसे पहले, आप केवल एक दिशा में सर्पिल देख सकते हैं। लेकिन बारीकी से देखें और आप दक्षिणावर्त और वामावर्त दोनों सर्पिल देख सकते हैं। अब दक्षिणावर्त और वामावर्त सर्पिलों की संख्या गिनें, और लगभग हर मामले में सर्पिलों की संख्या फाइबोनैचि अनुक्रम में पूर्णांक होगी।
समान पाइनकोन रंग को 8 दक्षिणावर्त और 13 वामावर्त सर्पिल दिखाने के लिए कोडित किया गया है। फाइबोनैचि श्रृंखला में 8 और 13 क्रमागत संख्याएँ हैं। सैंडी हेदरिंगटन, लेखक प्रदान की
यह विशेष उदाहरण कोई असाधारण मामला नहीं है. में एक अध्ययन 6,000 पाइनकोनों का विश्लेषण करने पर 97% जांचे गए शंकुओं में फाइबोनैचि सर्पिल पाए गए।
फाइबोनैचि सर्पिल सिर्फ पाइन शंकु में नहीं पाए जाते हैं। वे अन्य पौधों के अंगों जैसे पत्तियों और फूलों में आम हैं।
यदि आप एक पत्तेदार अंकुर की नोक को देखते हैं, जैसे कि बंदर पहेली पेड़, तो आप देख सकते हैं कि पत्तियां सर्पिल में व्यवस्थित होती हैं जो टिप से शुरू होती हैं और धीरे-धीरे तने के चारों ओर घूमती हैं। ए अध्ययन 12,000 से अधिक पौधों की प्रजातियों में से 650 सर्पिलों में से पाया गया कि 90% से अधिक मामलों में फाइबोनैचि सर्पिल होते हैं।
जीवित पौधों की प्रजातियों में उनकी आवृत्ति के कारण, लंबे समय से यह सोचा जाता रहा है कि फाइबोनैचि सर्पिल प्राचीन थे और सभी पौधों में अत्यधिक संरक्षित थे। हम प्रारंभिक पौधों के जीवाश्मों की जांच के साथ इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए निकले हैं।
फाइबोनैचि सर्पिल वाले जीवित पौधों के उदाहरण। बाएं से दाएं: बंदर पहेली पेड़ों की पत्तियों में सर्पिल, एक पाइन शंकु और समुद्र तटीय डेज़ी के फूल में। सैंडी हेदरिंगटन, लेखक प्रदान की
प्रारंभिक पौधों में गैर-फाइबोनैचि सर्पिल
हमने पौधों के पहले समूह में पत्तियों की व्यवस्था और प्रजनन संरचनाओं की जांच की, जिन्हें विकसित पत्तियां कहा जाता है क्लबमॉस.
विशेष रूप से, हमने विलुप्त क्लबमॉस प्रजाति के पौधों के जीवाश्मों का अध्ययन किया एस्टेरोक्सिलॉन मैकी. जिन जीवाश्मों का हमने अध्ययन किया, वे अब यूके और जर्मनी के संग्रहालय संग्रह में रखे गए हैं, लेकिन मूल रूप से वहां से एकत्र किए गए थे राइनी चर्ट - उत्तरी स्कॉटलैंड में एक जीवाश्म स्थल।
हमने जीवाश्मों के पतले टुकड़ों की तस्वीरें लीं और फिर उनकी व्यवस्था को देखने के लिए डिजिटल पुनर्निर्माण तकनीकों का उपयोग किया एस्टरोक्सिलॉन मैकिएई 3डी में पत्तियां और सर्पिलों की मात्रा निर्धारित करें।
इस विश्लेषण के आधार पर, हमने पाया कि पत्ती की व्यवस्था अत्यधिक परिवर्तनशील थी एस्टेरोक्सिलॉन मैकी. वास्तव में, गैर-फाइबोनैचि सर्पिल सबसे आम व्यवस्था थी। इतने प्रारंभिक जीवाश्म में गैर-फाइबोनैचि सर्पिलों की खोज आश्चर्यजनक है क्योंकि वे आज जीवित पौधों की प्रजातियों में बहुत दुर्लभ हैं।
जीवाश्म एस्टरोक्सिलॉन मैकिएई का जीवन पुनर्निर्माण। मैट हंपेज/उत्तरी दुष्ट स्टूडियो, सीसी द्वारा नेकां एन डी
विशिष्ट विकासवादी इतिहास
ये निष्कर्ष भूमि पौधों में फाइबोनैचि सर्पिल के बारे में हमारी समझ को बदल देते हैं। उनका सुझाव है कि गैर-फाइबोनैचि सर्पिल क्लबमॉस में प्राचीन थे, इस दृष्टिकोण को उलट दिया कि सभी पत्तेदार पौधों ने फाइबोनैचि पैटर्न का पालन करते हुए पत्तियां उगाना शुरू कर दिया था।
इसके अलावा, यह सुझाव देता है कि क्लबमॉस में पत्ती विकास और फाइबोनैचि सर्पिल का विकासवादी इतिहास आज के जीवित पौधों के अन्य समूहों, जैसे फर्न, कॉनिफ़र और फूल वाले पौधों से अलग था। इससे पता चलता है कि पौधे के विकास के दौरान फाइबोनैचि सर्पिल कई बार अलग-अलग उभरे।
यह कार्य एक प्रमुख विकासवादी प्रश्न की पहेली में एक और टुकड़ा भी जोड़ता है - आज पौधों में फाइबोनैचि सर्पिल इतने आम क्यों हैं?
यह प्रश्न वैज्ञानिकों के बीच बहस उत्पन्न करता रहता है। सहित विभिन्न परिकल्पनाएँ प्रस्तावित की गई हैं प्रकाश की मात्रा अधिकतम करें जो प्रत्येक पत्ती को प्राप्त होता है या प्राप्त होता है बीजों को कुशलतापूर्वक पैक करें. लेकिन हमारे निष्कर्ष इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि कैसे जीवाश्मों और क्लबमॉस जैसे पौधों से प्राप्त अंतर्दृष्टि उत्तर खोजने में महत्वपूर्ण सुराग प्रदान कर सकती है।
के बारे में लेखक
सैंडी हेदरिंगटन, पादप विकासवादी जीवविज्ञानी, एडिनबर्ग विश्वविद्यालय और होली-ऐनी टर्नर, पीएचडी उम्मीदवार, पुरावनस्पति विज्ञान, यूनिवर्सिटी कॉलेज कॉर्क
इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.
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