Фракталы в растительном мире. Для чего такой порядок?

Все, что нас окружает, можно описать математическими формулами. Растительный мир — не исключение: если внимательно присмотреться, можно увидеть, что строение как отдельного растительного организма, так и целого природного сообщества подчинено определенным закономерностям. В частности, многие растения строятся по принципу фрактала.

С точки зрения геометрии, фрактал — это фигура, в которой один и тот же мотив повторяется в последовательно уменьшающемся масштабе. Иными словами, если небольшие элементы определенной формы образуют более крупную фигуру, они будут складываться так, чтобы ее форма была такой же, как и у частиц, из которых она состоит.

Эта концепция кажется сложной, но если взглянуть на конкретные примеры, все встанет на свои места. Самый распространенный пример фракталов в природе — деревья. Исходной точкой фрактала является ствол, от которого отходят скелетные ветви, на которых, в свою очередь, растут ветви поменьше и так далее. Это создает многоуровневый узор из побегов разного порядка, и поэтому каждая веточка выглядит, как уменьшенная копия дерева. С этой особенностью связана закономерность о пропорциональном уменьшении площадей сечения ветвей дерева на разной высоте, выведенная Леонардо да Винчи (так называемое «правило Леонардо»). Кроме того, можно заметить, что у многих древесных видов форма листа напоминает силуэт дерева.

Другой известный, и, наверное, наиболее показательный пример «фрактального растения» — капуста сорта Романеско. Соцветия этого сорта напоминают скорее искусственную 3D-модель, чем реальное растение. На самом деле, ответвляющиеся меристемы соцветия нарастают под определенным углом, из-за чего постепенно образуют логарифмическую спираль. Подобным образом фрактальные структуры образуют и в другие виды: суккуленты со спиралевидными розетками, соцветия подсолнуха, плоды ананаса, цветки георгины и так далее.

Фракталы распространены в растительном мире неслучайно. Такая конструкция обеспечивает растениям устойчивость, а также позволяет максимизировать воздействие солнечного света и обеспечивает эффективный транспорт питательных веществ в тканях. Так что математический порядок важен не только для людей, но и для растений, и следование закономерностям помогает им найти наиболее выгодный путь развития.