Stulbinantis augalų dizainas

AR PASTEBĖJOTE, jog nemažai augalų turi spiralinių darinių? Štai ananaso žievės lukšteliai paprastai išsidėsto spiralėmis taip, kad 8 vijos eina viena kryptimi ir 5 arba 13 — priešinga (1 iliustracija). Įsižiūrėjęs į sėklų išsidėstymą didžiosios saulėgrąžos galvoje galite pamatyti susikryžiavusias 55 ir 89 arba net daugiau spiralės vijų. Spiralinę struktūrą turi net žiedinis kopūstas. Jeigu atkreipiate į tai dėmesį, vaisių ir daržovių parduotuvėje greičiausiai jums bus daug įdomiau. Kodėl augaluose yra spiralinių darinių? Ar vijų skaičius kuo nors svarbus?

Kaip augalai auga?

Daugumos augalų stiebai, lapai ir žiedai formuojasi iš mažytės meristemos — audinio, kurį sudaro intensyviai besidalijančios ląstelės. Iš meristemos kiekviena užuomazga auga vis kita kryptimi, sudarydama su ankstesne unikalų sukimosi kampą (2 iliustracija). * Todėl užuomazgos ir išsidėsto spirale. Koks tas kampas?

Įsivaizduokite, jog bandote kokį nors augalą suprojektuoti taip, kad užuomazgos iš centro formuotųsi ir augtų nepalikdamos tuščios vietos. Tarkim, nusprendžiate, jog kampas, kuriuo kiekviena tokia užuomazga pasisuks ankstesnės atžvilgiu, bus lygus dviem penktosioms pilnojo kampo. Tuomet kas penkta užuomazga augs ta pačia kryptimi. Jos išsidėstys eilėmis, tarp kurių liks tarpai (3 iliustracija). Taigi parinkęs sukimosi kampą, išreikštą bet kokia paprastąja trupmena, gausite tą patį rezultatą — užuomazgos rikiuosis eilėmis, o tarp jų liks tarpai. Optimaliai jos išsidėstys tik tuomet, jei kiekviena nauja užuomazga su ankstesne sudarys maždaug 137,5 laipsnio, arba vadinamąjį aukso kampą (5 iliustracija). Kuo jis ypatingas?

 Aukso kampas tobulas, nes jo santykio su pilnuoju apsisukimu neįmanoma išreikšti jokia paprastąja trupmena. Aukso kampui artimas toks, kurį sudaro 5/8 pilnojo apsisukimo. Dar artimesni — 8/13 bei 13/21 pilnojo apsisukimo, bet tikslaus aukso kampo santykio su pilnuoju jokia paprastąja trupmena išreikšti neįmanoma. Todėl, kai meristemoje kiekviena užuomazga ima augti sudarydama su ankstesne būtent 137,5 laipsnio kampą, jokios dvi užuomazgos niekuomet neaugs tiksliai ta pačia kryptimi (4 iliustracija). Štai dėl to jos ir išsidėsto ne spinduliais, o spiralėmis.

Įdomu, kad, iš centrinio taško augančių užuomazgų išsidėstymą modeliuojant kompiuteriu, spiralės išryškėja tiktai tada, kai visiškai tiksliai laikomasi kiekvienos užuomazgos sukimosi kampo. Nukrypus nuo aukso kampo vos viena dešimtąja laipsnio, spiralės efekto nebelieka (5 iliustracija).

Kiek gėlė turi žiedlapių?

Pastebėta, kad spiralės vijų, susidarančių, kai užuomazgos auga išlaikydamos aukso kampą, skaičius paprastai atitinka kurį nors eilės, vadinamos Fibonačio seka, narį. Šitą skaičių eilę pirmą kartą aprašė XIII amžiaus italų matematikas Leonardas Fibonačis. Didėjančia tvarka kiekvienas po 1 einantis tos sekos skaičius yra lygus dviejų ankstesnių sumai: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 ir taip toliau.

Daugelio augalų žiedų, kurie turi spiralinį raštą, vainiklapių skaičius dažniausiai būna lygus vienam iš Fibonačio sekos narių. Pastebėta, kad vėdrynai paprastai turi 5, kraujalakės — 8, žilės — 13, astrai — 21, laukinės saulutės — 34, virgininiai astrai — 55 arba 89 žiedlapius (6 iliustracija). Fibonačio seką atitinkančių elementų kartais galima pastebėti vaisiuose ir daržovėse. Štai banano skerspjūvis yra penkiakampės formos.

‘Jis viską puikiai padarė’

Menininkai jau seniai pripažįsta, jog įvairūs dalykai, kuriuose išlaikytas vadinamasis aukso santykis, mūsų akiai — patys maloniausi. Kodėl augalų užuomazgos formuojasi šiuo intriguojančiu aukso kampu? Daugelio nuomone, tai tik dar kartą patvirtina, kad gyvybė išmintingai sukurta.

Mąstydami apie nuostabias viso, kas gyva, kompozicijas ir žmonių gebėjimą jomis gėrėtis, daug kas įžvelgia, jog tai Kūrėjo, norinčio, kad džiaugtumės gyvenimu, rankų darbas. O Biblijoje apie mūsų Kūrėją sakoma: „Jis skirtu laiku viską puikiai padarė“ (Mokytojo 3:11, Brb).

[Išnaša]

[Schemos 24, 25 puslapiuose]

1 iliustracija

(Prašom žiūrėti patį leidinį)

2 iliustracija

(Prašom žiūrėti patį leidinį)

3 iliustracija

(Prašom žiūrėti patį leidinį)

4 iliustracija

(Prašom žiūrėti patį leidinį)

5 iliustracija

(Prašom žiūrėti patį leidinį)

6 iliustracija

(Prašom žiūrėti patį leidinį)

[Iliustracija 24 puslapyje]

Meristema iš arti

[Šaltinio nuoroda]

R. Rutishauser, University of Zurich, Switzerland

[Iliustracijos šaltinio nuoroda 25 puslapyje]

Baltas žiedas: Thomas G. Barnes @ USDA-NRCS PLANTS Database