Un fossile di 407 milioni di anni sta costringendo i botanici a ripensare una delle regole più famose della natura. Asteroxylon mackiei, una pianta estinta trovata nel Rhynie chert in Scozia, aveva foglie disposte in spirali che non seguono la sequenza di Fibonacci. Lo studio, pubblicato su Science, ribalta l’idea che questa organizzazione matematica fosse presente fin dalle prime piante terrestri.
Quando la natura non segue il copione
La sequenza di Fibonacci è ovunque. Girasoli, pigne, ananas, cactus: il 90% delle piante moderne organizza i propri organi secondo questa progressione numerica (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21…). Ogni organo emerge a 137,5 gradi dal precedente, creando spirali continue in senso orario e antiorario. I numeri di queste spirali sono sempre consecutivi nella serie.
Finora si pensava che questa regola fosse antica quanto le piante stesse. Un’eredità conservata per centinaia di milioni di anni, trasmessa dai primi vegetali terrestri fino ai fiori che coltiviamo oggi. Ma Asteroxylon mackiei racconta un’altra storia.
Holly-Anne Turner, prima autrice dello studio e dottoranda all’University College Cork, ha esaminato ricostruzioni 3D delle sezioni trasversali del fossile. Risultato: alcune mostravano otto spirali antiorarie e tredici orarie (Fibonacci).
Altre avevano sette o nove spirali (non-Fibonacci). Addirittura due campioni non avevano spirali del tutto, ma anelli concentrici di foglie lungo il fusto.
Rhynie, una finestra sul Devoniano
Il deposito fossile di Rhynie, nell’Aberdeenshire scozzese, è uno dei siti paleontologici più importanti al mondo. Qui, 407 milioni di anni fa, un ecosistema terrestre primordiale venne improvvisamente sigillato in silice. Il risultato è una conservazione cellulare straordinaria: tessuti, meristemi, persino funghi parassiti sono visibili al microscopio.
Asteroxylon mackiei è la pianta più complessa trovata in questo sito. Appartiene alle licofite, un gruppo antico che include le selaginelle moderne. Aveva fusti fogliari, assi portatori di radici e un sistema radicale primitivo. È tipo un collega delle felci, ma con un curriculum più vecchio e una struttura meno ortodossa.
Spirali non-Fibonacci: il dettaglio che cambia tutto
Il team guidato da Alexander Hetherington dell’Università di Edimburgo ha utilizzato tecniche di ricostruzione digitale per produrre i primi modelli 3D dei germogli fogliari di Asteroxylon. Hanno analizzato 20 campioni fossili, tracciando le spirali delle foglie lungo i fusti.
Le spirali osservate erano tutte di tipo n:(n+1), una categoria matematica rara oggi ma apparentemente comune nel Devoniano inferiore. Significa che i numeri delle spirali orarie e antiorarie non erano consecutivi nella sequenza di Fibonacci, ma seguivano altre progressioni.
Come spiega Hetherington:
“La tecnologia per stampare in 3D un fossile di 407 milioni di anni e tenerlo in mano è davvero incredibile. I nostri risultati offrono una nuova prospettiva sull’evoluzione delle spirali di Fibonacci nelle piante”.
Lo studio suggerisce che le spirali di Fibonacci non erano una caratteristica ancestrale conservata, ma un’innovazione evolutiva emersa separatamente in diversi gruppi di piante. Le licofite come Asteroxylon seguivano un percorso evolutivo distinto da felci, conifere e piante da fiore.
Perché Fibonacci è così comune oggi?
La domanda rimane aperta. Se le prime piante con foglie non usavano Fibonacci, perché il 90% delle piante moderne lo fa? La risposta probabilmente sta nell’efficienza. Le spirali di Fibonacci massimizzano l’esposizione alla luce solare, ottimizzano la distribuzione dell’acqua piovana e minimizzano l’ombreggiamento tra organi adiacenti.
Ma questa efficienza non era necessaria 407 milioni di anni fa. Le prime piante terrestri crescevano in ambienti con poca competizione. La pressione selettiva per l’ottimizzazione geometrica era minore. Solo con l’aumento della densità vegetale e della complessità ecosistemica Fibonacci è diventato un vantaggio evolutivo decisivo.
Uno studio del 2023 che ho letto su GreenMe aveva già ipotizzato che le spirali non-Fibonacci fossero più comuni di quanto pensassimo nelle piante antiche. La scoperta su Asteroxylon conferma questa intuizione.
Due percorsi evolutivi separati
La scoperta ha implicazioni profonde per la biologia evolutiva. Indica che le foglie delle licofite antiche hanno avuto una storia evolutiva completamente diversa rispetto agli altri gruppi vegetali. Non si tratta di una ramificazione da un antenato comune con Fibonacci integrato nel DNA, ma di evoluzioni parallele e indipendenti.
Turner aggiunge:
“La licofita Asteroxylon mackiei è uno dei primi esempi di pianta con foglie nei reperti fossili. Utilizzando queste ricostruzioni siamo riusciti a tracciare le singole spirali di foglie attorno ai fusti. La nostra analisi mostra che le licofite primitive svilupparono schemi spirali non-Fibonacci”.
Questo significa che quando guardiamo un girasole o una pigna, stiamo vedendo il risultato di un lungo processo di ottimizzazione evolutiva. Ma 400 milioni di anni fa, il mondo vegetale era un laboratorio sperimentale dove le regole erano ancora in fase di test.
La matematica della natura, insomma, non è sempre stata la stessa. E forse, in altri ecosistemi o in altre epoche geologiche, esistevano (o esisteranno) piante con geometrie che oggi non riusciamo nemmeno a immaginare.
Meglio tenere gli occhi aperti. E la mente, pure.
