Estructura del árbol
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Si corta el tronco de un pino, verá una serie familiar de anillos concéntricos, cada uno de los cuales corresponde a una estación de crecimiento. Pero no todos los tocones cuentan la misma historia. Un estudio publicado en noviembre en Proceedings of the National Academy of Sciences USA revela que los árboles más antiguos del mundo tenían una estructura muy diferente.
Hace unos 370 millones de años, los árboles cladoxilópsidos medían al menos ocho metros de altura y estaban coronados por ramas con apéndices ramificados en lugar de hojas. Se parecían un poco a las palmeras enjutas. En la actualidad, sus escasos restos revelan poco sobre su interior; en la mayoría de los casos, sus entrañas se habían podrido antes de que los árboles se fosilizaran, y las tormentas los habían llenado de arena. Pero el reciente hallazgo de dos fósiles bien conservados en China ha sacado a la luz el funcionamiento interno de los árboles, que no se parece al de ninguna otra especie estudiada hasta ahora.
Crédito: De “Unique Growth Strategy in the Earth’s Frist Trees Revealed in Silicified Fossil Trunks from China”, por Hong-He Xu, Christopher M. Berry, William E. Stein, Yi Wang, Peng Tang y Qiang Fu, en Proceedings of the National Academy of Sciences USA, Vol. 114, No. 45; 7 de noviembre de 2017.
Qué es el árbol
En informática, un árbol es un tipo de datos abstracto ampliamente utilizado que representa una estructura jerárquica de árbol con un conjunto de nodos conectados. Cada nodo del árbol puede estar conectado a muchos hijos (dependiendo del tipo de árbol), pero debe estar conectado exactamente a un padre, excepto el nodo raíz, que no tiene padre. Estas restricciones significan que no hay ciclos o “bucles” (ningún nodo puede ser su propio ancestro), y también que cada hijo puede ser tratado como el nodo raíz de su propio subárbol, lo que hace que la recursión sea una técnica útil para recorrer el árbol. A diferencia de las estructuras de datos lineales, muchos árboles no pueden representarse mediante relaciones entre nodos vecinos en una sola línea recta.
Los árboles binarios son un tipo comúnmente utilizado, que restringen el número de hijos de cada padre a exactamente dos. Cuando se especifica el orden de los hijos, esta estructura de datos se corresponde con un árbol ordenado en la teoría de grafos. A cada nodo del árbol se le puede asociar un valor o un puntero a otros datos, o a veces sólo a los nodos hoja, que no tienen hijos.
Estructura de datos en forma de árbol
R: La corteza exterior es la protección del árbol frente al mundo exterior. Se renueva continuamente desde el interior y ayuda a mantener la humedad cuando llueve y evita que el árbol pierda humedad cuando el aire es seco. Aísla del frío y del calor y aleja a los enemigos de los insectos.
B: La corteza interior, o “floema”, es la tubería a través de la cual el alimento pasa al resto del árbol. Vive poco tiempo, luego muere y se convierte en corcho para formar parte de la corteza exterior protectora.
C: La capa de células del cambium es la parte de crecimiento del tronco. Produce anualmente nueva corteza y nueva madera en respuesta a las hormonas que bajan por el floema con el alimento de las hojas. Estas hormonas, llamadas “auxinas”, estimulan el crecimiento de las células. Las auxinas son producidas por las yemas de las hojas en los extremos de las ramas en cuanto empiezan a crecer en primavera.
E: El duramen es el pilar central del árbol. Aunque esté muerto, no se descompone ni pierde fuerza mientras las capas exteriores estén intactas. Es un compuesto de fibras de celulosa huecas y con forma de aguja unidas por un pegamento químico llamado lignina, y es en muchos aspectos tan fuerte como el acero. Un trozo de 30 centímetros de largo y 2 centímetros de sección transversal colocado verticalmente puede soportar un peso de veinte toneladas.
Arquitectura arbórea
Seguro que desde tu infancia has observado las diferentes partes de los árboles. Un árbol tiene raíces, tallos, ramas y hojas. Y cada hoja de un árbol está vinculada a través de las raíces mediante un único camino. Por lo tanto, de forma similar, un árbol en las estructuras de datos posee relaciones jerárquicas, por ejemplo, el árbol genealógico, el Modelo de Objetos del Documento (DOM) en HTML, etc.
El árbol es una estructura de datos jerárquica no lineal y comprende una colección de entidades conocidas como nodos. Cada nodo de la estructura de datos en forma de árbol se conecta mediante “aristas”, tanto dirigidas como no dirigidas.
Otras estructuras de datos, como las matrices, las listas enlazadas, las pilas y las colas, son estructuras de datos lineales, y todas ellas almacenan los datos en orden secuencial. La complejidad del tiempo aumenta al aumentar el tamaño de los datos para realizar operaciones como la inserción y la eliminación en estas estructuras de datos lineales. Pero esto no es aceptable para el mundo actual de la computación.
La estructura no lineal de los árboles mejora el almacenamiento de datos, el acceso a los datos y los procesos de manipulación mediante el empleo de métodos de control avanzados para recorrerlos. Aprenderás sobre el recorrido de los árboles en la próxima sección.