"Cuando un naturalista se enamora de la naturaleza, ya nunca tendrá suficiente"

Sir David Attenborough

miércoles, 10 de marzo de 2010

LA ARITMÉTICA DEL ZUMAQUE


Rhus tiphyna o Zumaque de Virginia

Los patrones de crecimiento de los seres vivos, a pesar de que en ocasiones parezcan aleatorios, siguen siempre pautas lógicas y predeterminadas. Aunque evidentemente los factores externos y ambientales puntuales juegan un importante papel en el crecimiento y en las formas que adquieren los seres vivos, estos se fundamentan en unos arquetipos diseñados por millones de años de evolución que han ido, generación tras generación, depurando y perfeccionando las mejores soluciones para la perpetuación de los genes. Y si una especie no fuese dotada por la evolución de las mejores, más optimizadas y más “inteligentes” soluciones posibles en cada caso, sencillamente perdería la carrera de la selección natural y desaparecería.


Nos encontramos un caso maravilloso de pauta lógica de crecimiento en las plantas cuya disposición de hojas sobre el tallo es verticilada, como por ejemplo, el zumaque de Virginia (Rhus typhina). Si observamos desde arriba la distribución de las hojas, comprobaremos que forman un pentágono, pues estas sólo aparecen a lo largo de cinco líneas imaginarias verticales que surcan el tallo longitudinalmente y que se encuentran distribuidas de una forma casi perfectamente uniforme. Estas líneas son los ortósticos y sobre ellos las nuevas hojas van surgiendo formando otra línea helicoidal imaginaria que surca el tallo hacia arriba en el sentido antihorario y que en botánica se conoce por espira generatriz. Pero el orden por el que las nuevas hojas se sitúan sobre cada ortóstico o cada vértice del pentágono no es el que cabría esperar. Si a las líneas verticales u ortósticos los denominamos consecutivamente y en sentido antihorario 1,2,3,4 y 5, la secuencia de ubicación de las hojas no es 1-2-3-..., pues si así fuese, cada nueva hoja aparecería demasiado cerca de la inmediata inferior, y en términos de optimización del espacio – o lo que es lo mismo en este caso, de luz – la planta sería más eficiente cuanto más lejos aparezca cada nueva hoja de la que le precede. Si tras una hoja en la línea 1, surge otra en la 2, esta última solapará a la primera y así sucesivamente. Nos encontramos entonces con que existen dos líneas igual de alejadas de 1: La 3 y la 4. la planta siempre elige la 3, conformando una distribución espacial de forma helicoidal en sentido antihorario siguiendo la espira generatriz. Esta pauta de crecimiento se repite en todas las plantas con disposición foliar verticiliada, aunque con distintos “números patrón. En especies cuya densidad de hojas es tal que la superficie del tallo es una mera sucesión de inserciones foliares (Washingtonia, aeonium,…), esta pauta de disposición alterna helicoidal no sólo obedece a la competencia entre las hojas por el sol, sino también – y principalmente- a una cuestión de espacio, optimizando al máximo este y utilizando hasta el último milímetro cuadrado, haciéndolo además de la forma estructuralmente más estable.
En el zumaque, planta que he elegido para ilustrar este fenómeno por manifestarse de forma especialmente explícita, el número patrón de crecimiento (O el número de ubicaciones posibles de las nuevas hojas en el tallo, o las hojas que existen en cada tramo de tallo comprendido entre dos hojas situadas en la misma línea vertical o, más sencillo aún, el número de ortósticos) es el cinco, pero no en todas las plantas con hojas de disposición alterna ocurre igual. En algunas el número de dichos ejes se multiplica y progresivamente la tarea de dilucidar su número se complica. En términos botánicos es frecuente utilizar el término “esparcido” para definir el orden de las hojas alternas cuando es difícil observar el orden por el que se suceden. Así, si determinar el número de ortósticos en una especie con cinco puede ser cuestión de unos segundos, hacer lo propio con otra especie de, por ejemplo, 23 como en el caso de la yucca filifera, por no mencionar a la Araucaria araucana con 31, puede convertirse en una tarea de bastantes horas de paciente, meticuloso y en ocasiones desesperante análisis.
En un somero muestreo he analizado la disposición foliar de 70 especies y estos son los resultados:

3 Ortósticos
Eleagnus angustifolia, Cydonia oblonga, Morus alba, Photinia serotinus, Prunus lusitanica, Parkinsonia aculeata, Actinidia chilensis y Populus
alba

5 Ortósticos
Scheflera arborescens, Ficus carica, Platanus hispanica, Chenopodium album, Datura arborea, Senecio cinerea, Eucaliptus prostata, Cedrus deodara, Rubus fruticosus, Quercus rotundifolia, Schinus terebentifolius, Rhus virginiana, Rhus cotina, Ribes rubrum, Enkianthus sp., Cestrum nocturnum, Prunus domestica, Prunus avium, Prunus amigdalus, Juglans regia, Diosporus caqui, Pyrus comunnis y Solanum nigrum

7 Ortósticos
Prunus mahaleb, Ceratonia siliqua, Agnus glutinosa, Populus alba, Malus domestica, Phitolaca dioica, Phitosporum tenuifolium, Pistacia lentiscus, Mahonia media, Persea americana, Cedrus libanii, Juniperus comunnis, Plumbago capensis, Schinus molle, Eryobothria japonica, Taxodium ditichum, Sesbania poenicea y Senecio jacobaea

11 Ortósticos
Taxus baccata, Casuarina equisetifolia, Leucadendron sp., Ozotamnus sp. y Coleonema sp.

13 Ortósticos
Pachipodium sp. , Callistemon leavis y Sequoyadendron giganteum

17 Ortósticos
Agave americana, Echeveria sp., Helychrisum stoechas, Pinus pinea y Cedrus atlantica

19 Ortósticos
Chamaerops excelsa y Sempervivum arachnoideum

23 Ortósticos
Yucca aloifolia y Yucca filifera

29 Ortósticos
Aeonium sp. y Washingtonia robusta

31 Ortósticos
Araucaria araucana


En esta relación de especies llaman la atención varios detalles. Normalmente dentro de un género se mantiene el mismo patrón en todas sus especies (Prunus con 5) aunque no siempre es así, como en el género Cedrus (libani con 7, deodara con 5 y atlantica con 17). Alguna especie manifiesta incluso en el mismo individuo dos patrones, como el Populus alba (Con 3 y 7). También es curioso que de seis especies examinadas con patrón 5, cuatro procedan de Australia.
Pero, sin lugar a dudas, la gran sorpresa nos la tiene reservada la naturaleza en un dato asombroso y que, a priori, puede pasar desapercibido: De 68 especies analizadas, todas poseen un número primo como patrón.

2 comentarios:

  1. Vaya historia apasionante. Las impicaciones de las matemáticas e la naturaleza son a veces totalmente descolocantes, pero seguro que hay una razón evolutiva de peso para que las especies de plantas hayan desarrollado estos modelos de crecimiento. Seguro que no es un capricho de la Pacha Mama.

    ResponderEliminar
  2. Este artículo me parece uno de los más acojonante. Al final detrás de todas las maravillas de la naturaleza se encuentran razones de eficiencia. Eficiencia de espacio, de energía, de agua,...
    Un abrazo Manué

    ResponderEliminar