Una teoría de Alan Turing descifra el patrón de las escamas de tiburón

Un sistema propuesto por el descifrador de códigos de la Segunda Guerra Mundial Alan Turing, puede explicar el patrón de las escamas con forma de diente que poseen los tiburones. Científicos del Departamento de Ciencias Animales y Vegetales de la Universidad de Sheffield, en Reino Unido, descubrieron que la teoría de la reacción y difusión de Turing, ampliamente aceptada como el método de modelado en el pelo del ratón y las plumas de pollo, también se aplica a las escamas de tiburón.

Los hallazgos pueden explicar cómo el patrón de las escamas de tiburón ha evolucionado para reducir la resistencia al nadar, lo que ahorra energía durante el movimiento. Los científicos creen que estudiar los patrones podría ayudar a diseñar nuevos materiales inspirados en tiburones para mejorar la eficiencia de la energía y el transporte.

Una teoría de Alan Turing descifra el patrón de las escamas de tiburón

Turing ideó el sistema de reacción-difusión que se publicó en 1952, dos años antes de su muerte. Sus ecuaciones describen cómo las señales moleculares pueden interactuar para formar patrones complejos. En el documento, publicado este miércoles en la revista 'Science Advances', los investigadores compararon el patrón de las escamas de tiburón con el de las plumas de pollo.

Los autores descubrieron que los mismos genes centrales que subyacen en el patrón de las plumas también subyacen en el desarrollo de escamas de tiburón y sugieren que estos genes podrían estar involucrados en el patrón de otras estructuras diversas de la piel de los vertebrados, como la columna vertebral y los dientes.

"Comenzamos a observar a los polluelos y cómo desarrollan sus plumas. Encontramos líneas muy bonitas de expresión genética que siguen el patrón donde aparecen manchas que eventualmente crecen en plumas. Pensamos que tal vez el tiburón hace algo similar y encontramos dos filas en la superficie dorsal, que inician todo el proceso", cuenta en un comunicado el doctor Gareth Fraser, exmiembro de la Universidad de Sheffield y ahora en la Universidad de Florida.

Los hallazgos pueden explicar cómo el patrón de las escamas de tiburón ha evolucionado para reducir la resistencia al nadar, lo que ahorra energía durante el movimiento.

Según indica, al equipo se sumó un matemático para descubrir cuál es el patrón y si podían modelarlo. "Descubrimos que los dentículos de la piel de tiburón se modelan de manera precisa a través de un conjunto de ecuaciones que Alan Turing (matemático, informático y descifrador de códigos) ideó --añade--. Estas ecuaciones describen cómo interactúan ciertos químicos durante el desarrollo animal y encontramos que estas ecuaciones explican el patrón de estas unidades".

PUBLICIDAD

Reducción de la resistencia

Los investigadores también demostraron cómo ajustar las entradas del sistema de Turing puede dar lugar a patrones de escala diversa comparables a los observados en las especies de tiburones y rayas actuales. Sugieren que las variaciones naturales del sistema de Turing pueden haber permitido la evolución de diferentes rasgos dentro de estos animales, incluida la provisión de reducción de la resistencia y la armadura defensiva.

Los tiburones pertenecen a un antiguo grupo de vertebrados, separados durante mucho tiempo de la mayoría de los otros vertebrados con mandíbulas. "Estudiar su desarrollo nos da una idea de cómo podrían haber sido las estructuras de la piel en una etapa temprana de la evolución de los vertebrados --comenta Rory Cooper, estudiante de doctorado de la Universidad de Sheffield--. Queríamos aprender sobre los procesos de desarrollo que controlan cómo se modelan estas diversas estructuras y, por lo tanto, los procesos que facilitan sus diversas funciones".

Los científicos utilizaron una combinación de técnicas que incluyen el modelado de reacción-difusión para crear una simulación basada en las ecuaciones de Turing con el fin de demostrar que su sistema puede explicar el patrón de las escamas de tiburón, cuando se ajustan adecuadamente los parámetros.

"Los científicos e ingenieros han estado tratando de crear materiales inspirados en la piel de tiburón para reducir la resistencia y aumentar la eficiencia durante la locomoción, tanto de personas como de vehículos, durante muchos años", dice Cooper. Y agrega: "Nuestros hallazgos nos ayudan a comprender cómo se modelan las escalas de tiburones, lo cual es esencial para habilitar su función de reducción de la resistencia aerodinámica".

Por lo tanto, esta investigación ayuda a comprender, según el científico, cómo surgieron por primera vez estas propiedades reductoras de la resistencia aerodinámica en los tiburones y cómo cambian entre diferentes especies. "El patrón es un aspecto importante que contribuye a lograr la reducción de la resistencia aerodinámica en ciertas especies de tiburones y otro es la forma de las escamas individuales", apunta.

Los investigadores ahora quieren examinar los procesos de desarrollo que subyacen a la variación de la forma dentro y entre las diferentes especies de tiburones. "Esperamos que comprender cómo estos dos factores contribuyen a la reducción de la resistencia conduzca a la producción de mejores materiales inspirados en tiburones y de amplia aplicación, capaces de reducir la resistencia y ahorrar la energía", destaca Cooper.

Por:

Comparte esta noticia!

Hoy es el Día Mundial del Pangolín

Hoy es el Día Mundial del Pangolín

A los cazadores les ‘pone’ abatir a perdigonazos a la tórtola...

A los cazadores les ‘pone’ abatir a perdigonazos a la tórtola europea

Comentario/s

Deja tu comentario

Adictos a las series de televisión
Vida Saludable

Adictos a las series de televisión

Según Netflix, 8,4 millones de personas de personas en todos el mundo devoran una serie el día de su estreno de un solo golpe,...

Los niños acumulan toxinas de los suelos y muebles de sus hogares
Vida Saludable

Los niños acumulan toxinas de los suelos y muebles de sus hogares

Los investigadores presentan sus hallazgos este domingo en la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de la...

La dieta occidental, alta en grasa y azúcar es la antítesis de la dieta saludable
Vida Saludable

La dieta occidental, alta en grasa y azúcar es la antítesis de la dieta saludable

En el estudio, los ratones alimentados con dieta occidental, una dieta caracterizada por ser baja en fibra y alta en grasa y azúcar,...

Come sin autoengaños
Vida Saludable

Come sin autoengaños

las personas disfrutan más de la comida cuando no se autoengañan. Por eso recalca que en el tratamiento del sobrepeso se van...

Intromac ha puesto en marcha una nueva iniciativa, el 'Laboratorio de Ideas en Ecodiseño'
Tecnología Verde

Intromac ha puesto en marcha una nueva iniciativa, el 'Laboratorio de Ideas en Ecodiseño'

La formación correrá a cargo del gerente de Sostenibilidad y Responsabilidad Social Corporativa de Aenor, José Magro,...

Porsche prueba una fachada con tecnología verde que absorbe el dióxido de nitrógeno en su fábrica de Stuttgart
Tecnología Verde

Porsche prueba una fachada con tecnología verde que absorbe el dióxido de nitrógeno en su fábrica de Stuttgart

Este recubrimiento actúa como catalizador y descompone las partículas absorbidas de contaminantes en agua con sustancias...

Tecnología verde para la descontaminación de residuos de lindano
Tecnología Verde

Tecnología verde para la descontaminación de residuos de lindano

Estos ensayos se han desarrollado en las propias instalaciones del Gobierno de Aragón situadas en Bailín y su planteamiento ha...

Tecnología verde para la refrigeración con menor impacto medioambiental
Tecnología Verde

Tecnología verde para la refrigeración con menor impacto medioambiental

Los autores, que publican su estudio en la revista Nature Communications, plantean un nuevo método cuantitativo para determinar el...

Las plantas del Pirineo están en riesgo por el cambio climático
Cambio Climático

Las plantas del Pirineo están en riesgo por el cambio climático

El clavel rastrero, Silene acaulis, es una planta de hoja perenne que crece formando densas almohadillas entre las rocas o formando grandes...

Unidos Podemos presenta una interpelación urgente al Gobierno por no presentar la Ley de Cambio Climático
Cambio Climático

Unidos Podemos presenta una interpelación urgente al Gobierno por no presentar la Ley de Cambio Climático

“La lucha contra el cambio climático es una batalla contra el tiempo: según los científicos de Naciones Unidas...

La Ley balear de Cambio Climático y Transición Energética ya es una realidad
Cambio Climático

La Ley balear de Cambio Climático y Transición Energética ya es una realidad

La aprobación de la Ley ha tenido lugar justo antes de que el Gobierno presente los pliegos que definirán las políticas...

Los glaciares en Asia se tambalean
Cambio Climático

Los glaciares en Asia se tambalean

Las masas de hielo glaciar más grandes (unos 75.000 km3) se encuentran en el Ártico y representan casi la mitad del volumen...