las franjas de un tigre

Hace mucho tiempo que se sabe que los autómatas celulares son una de las teorías más populares para explicar por qué los tigres tienen esas rayas en el cuerpo, al igual que las cebras e incluso, algunas familias de serpientes. A través de reglas muy simples se pueden generar patrones y dibujos muy complejos que pueden simular, sin ninguna duda, como se generan las manchas en la piel de las diferentes especies.

Pues ahora los investigadores del King’s College, de Londres, han dado una evidencia experimental confirmando una de las tantas teorías que propusiera Alan Turing sobre cómo los patrones biológicos en la piel del tigre, o las manchas de un leopardo, se forman. El estudio, patrocinado por el Medical Research Council y publicado en línea en Nature Genetics, no sólo demuestra un mecanismo que se asemeja notablemente en el desarrollo de los vertebrados, sino que da confianza sobre los elementos que lo causan, los químicos llamados morfogenes, quienes controlan estos patrones y que pueden ser usados en la medicina regenerativa.

Los hallazgos dan suficiente evidencia para soportar una teoría que sugirió en los años 50 del siglo pasado el famoso matemático Alan Turing,  de quien se celebra el centenario de su nacimiento. Él dio la idea de un patrón regular repetitivo en los sistemas biológicos, que son generados por un par de morfogenes que trabajan juntos como activador o inhibidor.

Para poner a prueba la teoría, los investigadores estudiaron los espacios que se encuentran en la parte alta de la boca de los ratones (el paladar). Hicieron estos experimentos con embriones de ratón, en donde se identificaron este par de morfogenes trabajando juntos para influenciar cada marca que se formaba. Estos químicos se controlan mutuamente, activando e inhibiendo la producción de los patrones en la boca controlando la generación completa de la mancha que dejan.

Los investigadores pudieron identificar a los morfogenes involucrados en este proceso: FGF (Fibroblast Growth Factor) y Shh (Sonic Hedgehog). También pudieron demostrar que cuando la actividad de los morfogenes  aumenta o disminuye, los patrones en el paladar de los ratones se afecta de acuerdo a las ecuaciones que Turing calculó. Finalmente, estos morfogenes han sido identificados y el equipo fue capaz de ver exactamente los efectos predichos por Turing, a 60 años de su teoría especulativa.

autómata celular en la concha de un caracol

El doctor Jeremy Green, del Departamento de Desarrollo Craneofacial del instituto dental del King’s College, dijo: “Las estructuras espaciadas regularmente, desde las vértebras hasta los folículos de los cabellos, pasando por las manchas de un tigre o una cebra, son motivos fundamentales de la biología. Hay muchos estudios sobre cómo se forman los patrones en la naturaleza, pero hasta ahora sólo había evidencia circunstancial para el mecanismo pensado por Turing. Nuestros estudios nos dan la primera identificación experimental del sistema inhibidor–activador que trabaja tanto en la generación de las franjas de los tigres como en el paladar de los ratones”.  Y Green añade: “no solamente esto muestra cómo los patrones y las franjas en los tigres se forman, sino que dan confianza sobre el mecanismo químico de los morfogenes, que pueden ser usados para la medicina regenerativa, entre otros temas”.

Finalmente, Green concluye: “este año es el centenario del nacimiento de Turing. Es un tributo a este gran matemático y científico porque ahora hemos podido probar que su teoría era correcta”. Notese que este mecanismo de inhibidor–activador es precisamente el que se usa en el juego de la vida de Conway. No creo que sea todo esto una coincidencia afortunada.

Fuente: Science Daily

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