Redacción: Guicel Garrido
Investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder han perfeccionado el modelo de Alan Turing para explicar los patrones biológicos.
La naturaleza se deleita en la asimetría, y un equipo de investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder acaba de dar un paso crucial para entender por qué las rayas de una cebra o las manchas de un leopardo son bellamente imperfectas. Un estudio publicado en la revista Matter revela un modelo computacional revolucionario que, al incorporar un factor tan simple como el tamaño individual de las células, logra replicar con exactitud las texturas e irregularidades de los patrones animales.
Durante décadas, la base teórica para explicar estos diseños ha sido el modelo de Alan Turing de 1952, que postula que los patrones emergen de la interacción de sustancias químicas activadoras e inhibidoras. Sin embargo, los modelos basados puramente en esta “reacción-difusión” producían resultados frustrantemente homogéneos y con bordes difusos, lejos de la complejidad que se observa en la vida silvestre.
El gran avance del equipo liderado por Ankur Gupta, del Departamento de Ingeniería Química y Biológica, reside en dos modificaciones clave. Primero, habían integrado el mecanismo de la difusioforesis, donde las células son arrastradas por el movimiento de otras partículas, lo que les permitió generar figuras más nítidas y definidas. El desafío persistía: los resultados eran “demasiado perfectos”, uniformes en tamaño y espaciado.
La solución, sorprendentemente, provino de la simple noción de que las células tienen un tamaño finito y variable. Al asignar un tamaño distinto a cada célula y simular su movimiento y posibles colisiones dentro de un tejido en crecimiento, el modelo se transformó. Las simulaciones comenzaron a mostrar rupturas, variaciones en el grosor y texturas granulares, imitando la autenticidad que distingue a los patrones biológicos. Como explica Gupta, las células más grandes o los cúmulos de ellas pueden “atascar” una línea continua, creando las interrupciones en una raya o la asimetría en una mancha.
Más allá de satisfacer la curiosidad biológica, este conocimiento abre un horizonte fascinante para la ingeniería de materiales. Entender cómo las células se autoensamblan con imperfecciones controladas podría inspirar el desarrollo de tecnologías inteligentes, desde tejidos de camuflaje dinámico hasta sistemas avanzados de liberación de fármacos. La naturaleza, en su imperfecta belleza, se convierte así en la musa para el diseño de la próxima generación de funcionalidad tecnológica.
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