Fillotassi

Fillotassi è un termine che deriva dal greco φύλλον (phyllon 'foglia') e τάξις (taxis 'ordine').

È una branca della botanica preposta allo studio ed alla determinazione dell'ordine con cui le varie entità botaniche (foglie, fiori, etc.) vengono distribuite nello spazio, conferendo una struttura geometrica alle piante.

Da semplici osservazioni botaniche che mirano ad individuare il numero di foglie presenti su ciascun nodo e l'orientamento di queste rispetto alle foglie del nodo superiore, oggi la fillotassi si è potuta avvalere di studi incrociati di matematici e botanici, i quali hanno rivelato un sistema assai semplice (ma incredibilmente efficace) adottato dalle piante per generare non solo strutture semplici ma anche morfologie complesse a spirale, quali quelle delle pigne o del broccolo romanesco. Ciò permette loro di massimizzare la quantità di luce solare che ricevono.

Nel gioco della morfogenesi (il processo di costruzione delle piante e delle loro parti) molte piante manifestano preferenza per leggi riconducibili alla successione numerica di Fibonacci e della correlata sezione aurea.

Il fatto che le foglie delle piante si dispongano secondo schemi geometrici era noto già a Teofrasto (371-287 a.C.) ed è stato oggetto di osservazioni nella Naturalis historia di Plinio il Vecchio (23-79 d.C.). Leonardo da Vinci (1452-1519) fu il primo a descrivere il fenomeno in termini geometrici, osservando che alcune foglie si disponevano secondo una struttura spiraliforme, con angoli corrispondenti a 2/5 di un angolo giro.
Keplero (1571-1630) per primo intuì l'esistenza di una relazione tra la fillotassi e i numeri di Fibonacci, ma fu necessario aspettare il XIX secolo perché l'intuizione di Keplero trovasse conferma in una serie di osservazioni dei botanici Karl Friedrich Schimper (1803-1867) e Alexander Braun (1805-1877) e del cristallografo Auguste Bravais (1811-1863). Questi autori arrivarono alla definizione della regola generale in base alla quale i rapporti di fillotassi si possono esprimere come rapporti tra numeri di Fibonacci.^[1]

Nel 1875, Julius von Wiesner (1838-1916) diede per primo una lettura evoluzionistica della fillotassi, ipotizzando che la fillotassi ottimizzi l'assorbimento della luce da parte della pianta, in quanto la disposizione a spirale consente alle foglie di non farsi ombra l'una con le altre.

Il pattern di disposizione delle foglie lungo il fusto di una pianta è controllato dalla concentrazione dell'ormone vegetale auxina in determinate aree del meristema.^[2][3] Le foglie iniziano a svilupparsi li dove la concentrazione di auxina è più elevata; quando una foglia inizia a svilupparsi, l'auxina inizia a fluire verso di essa; esaurendo così l'auxina dall'area del meristema vicina al punto in cui la foglia ha iniziato a svilupparsi.^[4][5]

La disposizione delle foglie su uno stelo può essere opposta o alternata (detta anche a spirale). Le foglie possono anche essere verticillate se diverse foglie si originano dallo stesso nodo dello stelo. Con una disposizione opposta, due foglie si originano dallo stelo allo allo stesso nodo, su lati opposti dello stelo. Con una disposizione alternata (o a spirale), ogni foglia si origina in un nodo diverso dello stelo.

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  Foglie opposte
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  Foglie alternate
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  Foglie verticillate
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  Foglie decussate

La disposizione delle foglie su due file, detta fillotassi distica, è un caso particolare in cui le foglie sono disposte in due colonne verticali sui lati opposti dello stelo. In una disposizione opposta, se le coppie di foglie successive sono distanti 90°, questa disposizione è detta decussata. È una disposizione comune nelle specie della famiglia Crassulaceae^[6] e Aizoaceae.^[7]

L'angolo di rotazione da una foglia all'altra in una spirale può essere rappresentato da una frazione di una rotazione completa a 360° attorno al fusto.

Le foglie distiche alternate avranno un angolo pari a 1/2 di una rotazione (180°). Nei rami verticali di faggio e nocciolo l'angolo è di 1/3, nella quercia e nell'albicocco è di 2/5, nei girasoli, nel pioppo e nel pero è di 3/8, e nel salice e nel mandorlo è di 5/13. Il numeratore e il denominatore sono costituiti da un numero di Fibonacci e dal suo secondo successore.^[8]

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Fillotassi

• (EN) phyllotaxis, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN) Eric W. Weisstein, Phyllotaxis, su MathWorld, Wolfram Research.
• Fillotassi, JavaScript interattivo sulla posizione dei semi in un girasole ipotetico.

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