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29 de enero de 2016

La contribución de Alan Turing a la morfogénesis

La morfogénesis es el noveno capítulo del libro Rompiendo códigos. Vida y legado de Turing. En este capítulo, se centra en las aportaciones de Alan Turing al estudio de la morfogénesis, y muy especialmente, su propuesta del modelo de reacción-difusión como base explicativa del desarrollo de patrones biológicos que están detrás de las manchas o de las rayas en la piel de los animales, por ejemplo.

En 1951, Alan Turing comienza a interesarse por las aplicaciones de las matemáticas en la teoría de la forma en biología. En 1952, publica un artículo titulado "Las bases químicas de la morfogénesis" sobre su trabajo en el campo de la morfogénesis- hoy conocida como biología del desarrollo-, y, como había hecho antes, introdujo una serie de ideas revolucionarias sobre la biología matemática. En su artículo, propuso un modelo de reacción-difusión como base explicativa para describir el desarrollo de patrones biológicos como las rayas, las manchas o las bandas en la piel de los animales o en las conchas de los moluscos. Según su modelo de reacción- difusión, los patrones biológicos, como las rayas de un tigre o las manchas de un leopardo, se formarían por la interacción de unos morfógenos que son las moléculas que señalizan el desarrollo del tejido. Los dos morfógenos, propuestos por Alan Turing, son un activador y un inhibidor. En su hipótesis, el activador formaría, por ejemplo, las rayas del tigre, pero en su interacción con el inhibidor dejaría de manifestarse, creándose un espacio en blanco. En ese momento, el proceso se revertiría y la franja siguiente sería de color. La interacción de estos dos morfógenos, un activador y un inhibidor, se combinaría para crear todo el patrón de rayas.

Morfogénesis: modelo de reacción- difusión


Alan Turing no sólo desarrollo este modelo, sino que, con la ayuda de la computadora de la Universidad de Manchester, fue capaz de hacer cálculos matemáticos sobre biología del desarrollo, y que aunque pasó desapercibido en el ámbito académico hasta décadas después, puso a disposición numerosos datos obtenidos a través de la computadora de Manchester. Para finalizar, además de sus aportaciones a la morfogénesis, Alan Turing dejó "notas" y "bocetos" de trabajos sobre otros temas de aplicación de las matemáticas a la biología, especialmente en filotaxis, disciplina que estudia la distribución de las ramas y hojas en las plantas.