Spiralni kupovi Romanescovih glava više liče na psihodelična umjetnička djela nego na njihov svakodnevniji rođak karfiol. Sada su znanstvenici otkrili da se ove složene fraktalne strukture mogu stvoriti iz lančanih reakcija koje grade stabljike na vrhu stabljika.

Biljka koja raste redovito proizvodi organe kao što su lišće, izbojci ili cvjetovi u specifičnom rasporedu koji se naziva njezina filotaksija. Biljke sa spiralnom filotaksijom obično tvore strukture u dvostrukim spiralama koje se uvijaju u suprotnim smjerovima. Spirale cvjetače neobične su po tome što su vidljive ne samo na jednoj već na više ljestvica, što je fraktalni uzorak prikazan u Romanescovim kontinuiranim spiralnim kupovima.

Cvjetača i romanesco su obje varijante iste vrste, Brassica oleracea, koja također uključuje kupus, brokulu, kelj, prokulice, zelje, korabicu i kinesku brokulu. Prethodno istraživanje je pokazalo da su cvjetača i Romanesco spirale u biti neuspjeli cvjetovi. Kako se razvijaju, svaki njihov cvat, ili izbojci koji nose cvjetove, nikada ne sazrijevaju, nego umjesto toga stvaraju više cvatova. Međutim, genetski temelj ovih obrazaca ostao je misterij.

"Biljka predaka cvjetače i romanesca izgleda kao kupus, vrlo različita od cvjetače ili romanesca", rekao je jedan od viših autora studije François Parcy, genetičar sa Sveučilišta Grenoble Alpes u Francuskoj. "Pa kako bi geni mogli izgraditi te složene strukture?"

U novoj studiji, istraživači su razvili 3D računske modele razvoja biljaka i genetski eksperimentirali s Arabidopsis thaliana, srodnikom gorušice. Otkrili su da u izbojcima cvjetače i Romanesca meristem - skup matičnih stanica koji stvara sve ostale dijelove biljke - ne uspijeva stvoriti cvijeće, ali i dalje proizvodi kemijske signale povezane s stanjem cvjetanja. Kao takve, stabljike pokušavaju proizvesti cvijeće, ali samo nastavljaju stvarati više stabljika.

"Činjenica da smo mogli reproducirati ove vrste drastičnih promjena u obliku kod Arabidopsisa sa samo nekoliko mutacija bila je prilično neobična", rekao je jedan od viših autora studije Christophe Godin, informatičar sa Sveučilišta Lyon u Francuskoj.

Znanstvenici su otkrili da je neobičan oblik Romanesca posljedica toga kako njegove stabljike s vremenom sve brže proizvode pupoljke, dajući svakom njegovom cvatu piramidalni izgled i čineći fraktalni aspekt njegove strukture jasnim. Nasuprot tome, stopa proizvodnje pupova u cvjetači ostaje konstantna.

"Nije potrebno mnogo genetskih promjena da bi se dobio oblik cvjetače, niti toliko da bi se karfiol promijenio u Romanesco", rekao je Parcy.

Ovi nalazi ne mogu samo baciti svjetlo na genetsku podlogu struktura cvjetače, romanesca i drugih pripadnika njihove vrste. "Također možemo prilagoditi naš model kako bismo bolje razumjeli druge biljke općenito", rekao je Parcy.

Znanstvenici su svoje nalaze detaljno iznijeli u izdanju časopisa Science.