El pasado 24 de septiembre la revista Science incluye un artículo de revisión (review) sobre la teoría de Turing para la generación de patrones en sistemas biológicos gracias a la morfogénesis. Y es que los genios son como el rey Midas, lo que tocan lo vuelven oro; aunque muchos son mártires de la sociedad que les toca vivir. Alan Turing (1912-1954) fue un matemático británico genial, fundador de la informática teórica y del álgebra lineal numérica, entre otros grandes logros. Fue también un héroe de la II Guerra Mundial (descifró la máquina Enigma de los alemanes que permitió la victoria de los aliados) que se suicidó porque un juez no entendió su homosexualidad. Su amante le robó en casa, lo denunció a la policía, que le acusó de "perversión sexual" y fue condenado por un juez a un tratamiento hormonal de reducción de la libido que le mató, como genio y como persona.  Poco antes de su suicido nos regaló la teoría matemática de la morfogénesis gracias a ecuaciones en derivadas parciales de reacción-difusión no lineales. Nos lo cuenta el blog La ciencia de la mula Francis.

Nadie sabe por qué se interesó Turing en estos temas, pero su trabajo es una de las contribuciones más importantes de la matemática aplicada del s. XX. Shigeru Kondo y Takashi Miura nos presentan en Science ("Reaction-Diffusion Model as a Framework for Understanding Biological Pattern Formation," Review, Science 329: 1616-1620, 24 September 2010 ) las ideas básicas de las teoría de morfogénesis de Turing en un lenguaje comprensible. La información suplementaria del artículo resume y explica el artículo original de Turing.

Alan Turing modeló con ecuaciones de reacción-difusión cómo se generan patrones (como las manchas en la piel de un animal) durante el desarrollo de un embrión. Consideró dos substancias (producidas por dos morfogenes) que reaccionan entre sí y se difunden por un  tejido celular. Turing murió poco después de publicar este trabajo que todavía tiene bastante poco interés para muchos biólogos Para ellos la realidad del laboratorio es tan compleja que un modelo tan sencillo no la puede explicar. Según Kondo y Miura están equivocados. Solo se trata de un malentendido en el que los investigadores experimentales tienden a sucumbir. Los fenómenos biológicos más complejos tienen mecanismos subyacentes que son, en esencia, sencillos. Todo lo complejo emerge de lo sencillo. Las ecuaciones de reacción-difusión son una herramienta clave para el análisis teórico de toda la complejidad observada en la generación de patrones gracias a las tecnologías ómicas.

Morfogénesis (del griego morphê, forma, y génesis, creación) es uno de los tres aspectos fundamentales de la biología del desarrollo, junto con el control del crecimiento celular y de la diferenciación celular. La morfogénesis incluye la forma de los tejidos, de los órganos y de los organismos completos y las posiciones de varios tipos de células especializadas. El estudio de la morfogénesis pretende comprender el proceso que controla la distribución organizada especialmente de las células, proceso que aparece a lo largo del desarrollo embrionario de un organismo y que da lugar a las formas características de los tejidos biológicos, de los órganos y de la anatomía corporal. Las primeras ideas en torno a cómo las constricciones físicas y matemáticas afectan al crecimiento biológico se deben a D'Arcy Wentworth Thompson y Alan Turing.

Más información:

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