Ауксин заставляет спирали в соцветиях гербер следовать последовательности Фибоначчи
Соцветие-корзинка (например, у подсолнуха или герберы) состоит из сотен отдельных цветков (флоретов). Окружающие "лепестки" — это краевые флореты, отличающиеся по структуре и функции от центральных.
Флореты расположены не случайно, а образуют правильные спирали. Количество лево- и право-закрученных спиралей всегда представляет два последовательных числа Фибоначчи (например, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55...). У герберы это 34 и 55 спиралей, у подсолнуха может быть 89 и 144.
Гербера — удобная модель для изучения, так как позволяет использовать трансгенные растения и методы генной инженерии. Её геном в настоящее время секвенируется.
Исследователи впервые изучили на молекулярном уровне, как цветочные примордии (зачатки) формируют спирали в точке роста растения — меристеме. Для этого они использовали:
- Рентгеновскую томографию для получения 3D-изображений стадий развития меристемы.
- Конфокальную микроскопию для определения локализации гормона ауксина, который определяет положение примордиев.
- Математическое моделирование для создания 3D-компьютерной модели, имитирующей формирование соцветия.
Ключевое открытие: паттерн закладывается на молекулярном уровне ещё до того, как примордии становятся видимыми даже под электронным микроскопом.
По мере роста меристемы уровень ауксина одновременно достигает максимума в нескольких её точках (ауксиновые максимумы). Количество этих кластеров быстро увеличивается с ростом диаметра меристемы, следуя числам Фибоначчи.
Новый ауксиновый максимум всегда формируется между двумя соседними максимумами и смещается так, чтобы быть ближе к более старшему из соседей. Это обеспечивает регулярность спиралей даже в не полностью симметричных меристемах.
Вывод: Ростовое расширение меристемы влияет на конечное количество флоретов в соцветии. Эта модель может объяснять также количество и расположение цветочных органов у других растений (например, количество пестиков, определяющее размер плода у земляники).