De-a lungul timpului, natura a fost un adevărat artist, “pictând” lumea cu modele uimitoare – de la petele elegante ale leopardului, până la dungile hipnotizante ale zebrei sau hexagoanele perfecte ale peștelui boxfish. Totuși, cum apar petele la animale? Oricât de familiare ne-ar fi aceste modele, modul în care ele apar a fost, până recent, un mare mister pentru oamenii de știință. Un studiu realizat de cercetătorii de la University of Colorado Boulder, publicat în revista Science Advances si citat de TheBrighterSide.News.com, dezvăluie că procesul din spatele acestor modele naturale ar putea avea legături surprinzătoare cu… modul în care detergentul curăță hainele! Această cercetare oferă răspunsuri la întrebări vechi de decenii. În plus, ea confirmă un lucru surprinzător: soluțiile marilor enigme ale naturii se ascund adesea în fenomene simple, aparent banale. Cum apar petele la animale: prima teorie Pentru a înțelege această descoperire, trebuie să ne întoarcem în timp, în anul 1952. Atunci, legendarul matematician Alan Turing, “părintele informaticii moderne”, a propus pentru prima dată o teorie despre formarea modelelor biologice. Turing a sugerat că, pe măsură ce țesuturile unui organism cresc, ele eliberează anumite substanțe chimice. Aceste substanțe, numite morfogeni, difuzează apoi prin țesut. Substanțele interacționează, creând pete sau dungi, proces cunoscut astăzi drept modelul de reacție-difuzie. Cu toate acestea, deși teoria lui Turing explica formarea unor modele, ea nu justifica precizia și claritatea uimitoare a acestora. De exemplu, atunci când turnăm lapte în cafea, vedem cum lichidele se amestecă într-un model difuz, neclar – exact ceea ce lipsea pentru a explica contururile bine definite ale dungilor de pe pielea unei zebre sau ale petelor de pe pielea unei girafe. Noua descoperire: Ce legătură are spălatul rufelor cu modelele animalelor? Aici intervin cercetătorii de la University of Colorado Boulder, conduși de Benjamin Alessio și Ankur Gupta. Aceștia au identificat un mecanism fizico-chimic suplimentar, asemănător procesului prin care detergentul elimină murdăria din haine. În esență, în loc ca substanțele chimice să se răspândească liber și uniform prin țesuturi, ele sunt influențate de proprietățile fizice ale mediului. De exemplu, porozitatea țesutului și modul în care acesta permite sau împiedică difuzia substanțelor. Mai simplu spus, exact cum detergentul are nevoie de o anumită structură moleculară și condiții pentru a curăța eficient, la fel și țesuturile animale creează „canale” prin care substanțele chimice formează modele bine definite. Reacțiile chimice, combinate cu structura fizică a țesutului, dau claritate modelului. Astfel, se explică precizia pe care teoria lui Turing nu o putea justifica pe deplin. Cum apar petele la animale – Genele sunt doar o parte a poveștii Un alt aspect fascinant al acestei cercetări este rolul genelor. Ele stabilesc culoarea și tiparele de bază, codificând, de exemplu, pigmentul petelor unui leopard. Totuși, genele nu explică unde și cum apar exact aceste modele pe corpul animalului. Aici intervin acești factori fizico-chimici. Structura pielii, interacțiunile dintre celule și mediul înconjurător – toate contribuie la poziționarea exactă a fiecărei pete sau dungi. Ce înseamnă această descoperire pentru viitorul științei? Înțelegerea modului în care se formează modelele biologice nu este doar o curiozitate academică. Această cunoaștere ar putea avea aplicații în diverse domenii: Medicină regenerativă. Crearea de țesuturi artificiale cu structuri precise. Biotehnologie. Dezvoltarea de materiale inspirate de natură, cu modele controlate. Inteligență artificială și robotică. Folosirea algoritmilor biologici pentru crearea de modele estetice sau funcționale. În plus, această descoperire întărește ideea că natura funcționează adesea pe baza unor principii simple, dar elegante. Unele dintre cele mai complexe forme și structuri pot apărea din procese aparent banale. De fiecare dată când admirăm dungile unei zebre sau petele unei pisici, ar trebui să ne amintim că în spatele acestor modele se află procese științifice complexe, dar și un amestec fascinant de genetică, chimie și fizică. Natura, în măiestria ei, ne arată că frumusețea nu este doar întâmplătoare. Este rezultatul unor reguli simple aplicate într-un mod spectaculos.