Une plante vieille de 407 millions d’années trompe les chercheurs en ne suivant pas la séquence de Fibonacci
Le monde végétal obéit généralement à certaines règles. On pensait par exemple que la séquence de Fibonacci, très présente dans la structure des plantes actuelles, devait apparaître très tôt chez les premières espèces. Mais l’un des plus anciens exemples de plante feuillue du registre fossile remet en cause cette idée.
Séquence de Fibonacci et phyllotaxie
La séquence de Fibonacci est une séquence où chaque nombre est la somme des deux nombres précédents : 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, etc. Il est étroitement lié à un rapport mathématique spécial appelé le nombre d’or qui est d’environ 1,61803Ce nombre est obtenu en divisant un nombre de la suite de Fibonacci par son nombre précédent (par exemple : 5/3 ≈ 1,6667, 8/5 ≈ 1,6, 13/8 ≈ 1,625, et ainsi de suite).
Cette séquence est remarquable car elle apparaît fréquemment dans divers phénomènes biologiques et géométriques, mais aussi dans la nature. Il existe en effet un lien entre la suite de Fibonacci et la phyllotaxie végétale (la disposition en spirale des organes autour d’une tige). En effet, le nombre d’organes dans une spirale suit souvent une progression proche des ratios de la suite de Fibonacci. Et en suivant cette progression, vous remarquerez que ces organes émergent souvent à angles de 137,5 degrés. Cette disposition optimisée permet à chaque organe de recevoir un maximum de lumière solaire sans chevauchement. Cela favorise la photosynthèse, une croissance saine et une utilisation efficace des ressources.
Bien sûr, ce n’est pas une règle stricte, mais ces formations constituent plus de 90 % des spirales observées dans la nature. C’est notamment le cas des têtes de tournesol, des pommes de pin, des ananas et des plantes d’intérieur.
Un fossile vieux de 407 millions d’années
En raison de leur large diffusion, les spirales de Fibonacci ont longtemps été considérées comme une caractéristique ancienne qui s’est développée chez les premières plantes terrestres. Cependant, leurs origines évolutives ont en fait été largement négligées, ce qui nous ramène à cette découverte. Les chercheurs ont en fait examiné différentes spirales dans un fossile de plante 407 millions d’années.
Les chercheurs ont fait cette observation en produisant les premiers modèles 3D de pousses feuillées de la lycopode Asteroxylon mackieiun membre du premier groupe de plantes à feuilles, selon des techniques de reconstruction numérique. Ce fossile exceptionnellement préservé a été découvert sur le célèbre site fossilifère de Rhynie Chert dans l’Aberdeenshire, au nord-est de l’Écosse.
Ces résultats, publiés dans la revue Science, suggèrent que contrairement à aujourd’hui, les « spirales non-Fibonacci » étaient commun dans les anciens écosystèmes terrestres et que l’évolution des spirales foliaires a divergé en deux directions. Les feuilles de ces anciens lycopodes auraient en effet une histoire évolutive entièrement distincte de celle d’autres grands groupes de plantes d’aujourd’hui, comme les fougères, les conifères et les plantes à fleurs.
Cette découverte remet en cause les idées reçues sur l’évolution des structures végétales, notamment l’omniprésence de la séquence de Fibonacci dans la nature. Les spirales non fibonacci observées chez le fossile Asteroxylon mackiei suggèrent que les premières plantes terrestres suivaient des règles de développement différentes de celles observées aujourd’hui. Cette divergence évolutive, qui a donné naissance à des formes végétales distinctes, met en évidence la complexité et la diversité des trajectoires évolutives dans le règne végétal. Ainsi, cette étude ouvre de nouvelles perspectives sur l’histoire évolutive des plantes et nous invite à reconsidérer notre compréhension des processus qui ont façonné la biodiversité végétale actuelle.
