La imperfección, el ingrediente secreto detrás de los patrones de Turing en la naturaleza

¿Alguna vez te has detenido a admirar las increíbles rayas de una cebra o las manchas de un leopardo? No me digas que no son fascinantes, ¿verdad? Estas obras de arte de la naturaleza son mucho más que simples decoraciones; son ejemplos de lo que los científicos llaman “patrones de Turing”. Un concepto que, aunque fue propuesto por el brillante matemático y científico de la computación Alan Turing hace décadas, resultó ser un tanto simplificado para explicar toda la complejidad de la vida. Pero, ¡agárrate!, porque un equipo de la Universidad de Colorado en Boulder (UCB) ha desentrañado un nuevo pedacito de este misterio, sugiriendo que la clave podría estar en… ¡la imperfección!

Imagina por un momento un universo diminuto dentro de cada organismo. Alan Turing, en su trabajo seminal de 1952, propuso que estos patrones nacen de la interacción de dos químicos, a los que llamó “morfógenos”: un activador y un inhibidor. Piensa en el activador como el que dice “¡aquí va una raya!” o “¡aquí una mancha!”, expresando una característica única. El inhibidor, por otro lado, es como el “guardián” que de vez en cuando le pone un alto al activador, evitando que se descontrole. Ambos se difunden por el sistema, como cuando una gota de tinta negra se expande en un vaso de agua. Normalmente, esto estabilizaría el sistema, pero si el inhibidor se mueve más rápido que el activador, el proceso se desestabiliza y ¡pum!, aparecen patrones: puntos, rayas, o lo que sea que la naturaleza quiera crear.

Pues resulta que la propuesta original de Turing, aunque brillante, era demasiado “perfecta” para replicar fielmente los patrones naturales, esos que vemos en cada animalito. Los científicos de la UCB se dieron cuenta de esto y decidieron darle una vuelta de tuerca al asunto. Su nuevo enfoque de modelado, publicado en la revista Matter, logra patrones finales mucho más precisos al introducir intencionalmente… ¡imperfecciones! Es como si la naturaleza dijera: “No necesito ser perfecta para ser hermosa, de hecho, mis pequeños ‘defectos’ son los que me hacen única y funcional”. Esta pequeña gran idea está revolucionando cómo entendemos la formación de estas estructuras biológicas. No es la perfección, sino la variabilidad inherente a los sistemas vivos, lo que permite la riqueza y diversidad de formas que observamos.

Y no creas que estos patrones solo se quedan en la teoría. La evidencia de los mecanismos de Turing está en todas partes. Los vemos en las vibrantes rayas de los peces cebra, en el espaciado preciso de los folículos pilosos de los ratones, en los brotes de plumas de las aves, e incluso en las crestas del paladar o los dedos de las patas de un ratón. ¡Hasta las hormigas! Ciertas especies de hormigas mediterráneas apilan los cuerpos de sus compañeras fallecidas en estructuras que parecen seguir estos patrones. Y para ponerle un toque bien nuestro, ¿sabías que hay evidencia de patrones de Turing en el movimiento de las colonias de hormigas Azteca en las fincas cafetaleras de México? ¡Órale! Es un recordatorio de cómo la ciencia conecta fenómenos aparentemente dispares, desde las rayas de un felino hasta el comportamiento social de insectos en nuestros paisajes. Incluso, científicos en 2021 lograron modificar bacterias E. coli en laboratorio para que exhibieran patrones de ramificación.

Así que la próxima vez que te encuentres admirando un patrón natural, desde una cebra hasta una flor o incluso el crecimiento de una colonia de hormigas, recuerda que detrás de esa belleza aparente hay una compleja danza de químicos e interacciones, y que a veces, las “imperfecciones” son justo lo que el universo necesita para crear algo verdaderamente espectacular. La ciencia sigue desentrañando estos enigmas, mostrándonos que la vida es un lienzo en constante evolución, ¡y que cada “error” puede ser en realidad un acierto!