Un equipo internacional de investigadores ha logrado descifrar un mecanismo que explica la formación de intrincados patrones en la piel de diversos animales, desde las icónicas manchas del leopardo hasta las rayas distintivas de la cebra.
El estudio, publicado en la revista Science Advances, fusiona la biología y la física para revelar el papel fundamental de la difusioforesis en este fenómeno.
Nos preguntamos cómo los organismos complejos desarrollan patrones tan intrincados a partir de un grupo inicial de células, explica Benjamin Alessio, estudiante pregrado y primer autor del estudio, perteneciente al Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la Universidad de Colorado Boulder.
Inspirados por la teoría del matemático Alan Turing, que propone que los patrones biológicos surgen de agentes químicos interactuantes, los investigadores descubrieron que el modelo clásico no explicaba patrones nítidos como los hexágonos observados en peces cofre.
La clave para resolver este enigma residía en la difusioforesis, un fenómeno donde las diferencias de concentración de moléculas generan movimiento.
Alessio hizo una observación crucial durante una visita al Acuario Birch en San Diego: los patrones que observaba en peces tropicales parecían estar relacionados con la difusioforesis.
Al incorporar este concepto a la teoría de Turing, el equipo logró simular patrones que imitaban fielmente aquellos vistos en la naturaleza.
La combinación de ambos mecanismos podría explicar cómo se forman patrones intrincados en animales, afirma Ankur Gupta, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la Universidad de Colorado Boulder.
Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para comprender otros procesos biológicos esenciales.
De su impacto en la biología evolutiva, este hallazgo tiene implicaciones significativas en campos como la ciencia de materiales y la medicina.
La comprensión de cómo se forman estos patrones complejos podría inspirar el desarrollo de estructuras precisas en tejidos artificiales o tratamientos para enfermedades complejas.
Muchos patrones naturales son demasiado complejos para ser explicados solo por la genética, agrega Gupta.
Este estudio demuestra que los movimientos químicos subyacentes a la difusioforesis podrían ser responsables de fenómenos que antes no habían sido considerados.
La investigación subraya la importancia de la colaboración interdisciplinaria para resolver problemas complejos y abre nuevas puertas hacia el descubrimiento de principios fundamentales que rigen nuestro mundo natural.
