Patrones

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La mayoría de las personas dirían que el movimiento del guepardo es hipnótico, pero pocos se centran realmente en el patrón que forma el pelaje del animal. ¡Es alucinante!

Hay muchos animales que presentan patrones en su piel. Estos animales se pueden encontrar en cualquier lugar de la naturaleza, desde el mar hasta el cielo. Aquí hay algunos ejemplos coloridos:

Durante muchas décadas, los científicos no sabían cómo se formaban estos atractivos patrones. Pensaban que los genes "sabían" qué sustancia necesitaban producir. Sin embargo, para hacerlo, los genes tenían que descubrir su propia posición, pero no tenían forma de hacerlo.

En 1952, Alan Turing creó un modelo en el que explicaba de forma sencilla la formación de patrones en una dimensión. Era una idealización, sin embargo, su explicación funcionó muy bien. Estableció que, sorprendentemente, los patrones son una consecuencia del fenómeno de reacción-difusión. Es una combinación entre las reacciones químicas y la difusión de estas sustancias. En la mayoría de los casos, este modelo produce la homogeneización del sistema, lo que significa que el nivel de una determinada sustancia es igual en todas partes. Pero, una inestabilidad de no equilibrio da lugar a la formación de un patrón.

James D. Murray amplió el modelo de Turing a dos dimensiones. Obtuvo que, utilizando el mismo modelo, el tipo de patrón depende de la forma de la superficie bidimensional. El cuerpo del guepardo tiene manchas mientras que la cola del guepardo tiene rayas. Esto se debe a que la cola es como un rectángulo alargado mientras que el cuerpo es más amplio. En los animales terrestres la melanina es la responsable de la pigmentación de la piel. Resolviendo las ecuaciones de Turing y cambiando la forma bidimensional, se pueden obtener diferentes tipos de patrones.

La imagen anterior se obtuvo a partir de una solución numérica siguiendo las ideas de Murray. Ambas imágenes son una recreación de una forma rectangular, pero la primera es más estrecha que la segunda. Los Sistemas Complejos nos ayudan a entender los patrones de los animales. ¿No es asombroso?

Si quieres practicar los contenidos de esta sección, en la sección de Juegos hay uno relacionado con este tema.