teoría del espacio disponible

En botánica , la teoría del espacio disponible (también conocida como teoría del primer espacio disponible ) explica por qué las hojas en la mayoría de los tallos de las plantas se disponen en patrones espirales predecibles en lugar de estar dispersas al azar. La teoría establece que la ubicación de una hoja nueva en un tallo está determinada por el espacio físico entre las hojas existentes. En otras palabras, la ubicación de una hoja nueva en un tallo en crecimiento está directamente relacionada con la cantidad de espacio entre las dos hojas anteriores. ^{[ 1 ]}

La teoría clásica del espacio disponible se remonta a Wilhelm Hofmeister , ^{[ 2 ]} quien en su obra de 1868, Allgemeine Morphologie der Gewache, propuso que cada nueva hoja joven ( primordio ) aparece en el mayor espacio disponible en el ápice de crecimiento de la planta y luego se desplaza hacia afuera a medida que el tallo se extiende. Sus tres reglas empíricas enfatizaban la iniciación periódica en la zona menos congestionada, el desplazamiento radial después de la iniciación y una desaceleración gradual de ese desplazamiento a medida que el brote crece. Aunque elementales para los estándares modernos, estas observaciones establecieron un marco geométrico simple para investigadores posteriores. ^{[ 3 ]}

Mary y Robert Snow retomaron la idea en una serie de experimentos quirúrgicos sobre Lupinus en 1931. Partieron de la base de que los primordios tienen el mismo tamaño y demostraron que varios pueden surgir simultáneamente, lo que proporciona una explicación directa para los verdaderos verticilos ; una vez establecidos algunos primordios, el patrón se estabiliza en una fracción filotáctica regular . Su trabajo cambió el enfoque de la descripción estática a reglas experimentalmente comprobables sobre dónde se encuentra realmente el "primer espacio disponible" en un ápice vivo. ^{[ 3 ]}

Investigadores posteriores han tratado la teoría como un problema de empaquetamiento. Simon Schwendener (1878) imaginó los primordios jóvenes como esferas elásticas que se asientan naturalmente en un empaquetamiento hexagonal compacto , con pequeños desplazamientos de posición que dan lugar a nuevas familias espirales ( parastichies , las líneas espirales visibles que se pueden trazar a través de las posiciones de las hojas) a medida que crece la cúpula. Gerrit van Iterson (1907) formalizó esto con una sola variable: la relación entre el diámetro del primordio y la circunferencia del tallo, mostrando que a medida que el tallo se ensancha en comparación con los brotes de las hojas, se obtienen naturalmente los famosos patrones espirales de Fibonacci que se encuentran en toda la naturaleza. Los científicos incluso probaron esto con un modelo informático que "dejó caer" monedas virtuales sobre un cilindro, y las monedas se organizaron naturalmente en los mismos patrones espirales que se observan en las plantas reales. ^{[ 3 ]}

Sin embargo, los científicos modernos consideran que esta teoría es demasiado simple. Describe lo que observamos, pero no explica cómo las células vegetales se coordinan para crear patrones tan precisos, a menudo con una exactitud de fracciones de grado. La revisión comparativa de Robert Korn de 2008 argumenta que cualquier modelo convincente debe reproducir la pequeña varianza natural en los ángulos sucesivos y lidiar con patrones (por ejemplo, los falsos verticilos de Peperomia ) que violan la regla simple del espacio más grande. En consecuencia, la investigación moderna sobre filotaxis suele tratar los efectos del espacio disponible como una restricción secundaria que actúa junto con los gradientes de transporte de auxina o la inducción vascular, en lugar de como una explicación independiente. ^{[ 3 ]}

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