A Borges le interesaría: la ciencia explica nuevos secretos de las rayas de los tigres

Desde las manchas en las jirafas hasta las líneas onduladas de los tiburones ballena, la naturaleza está llena de patrones que han cautivado a científicos y observadores por siglos.

En el caso del tigre, sus icónicas rayas han sido objeto de estudio en biología y matemática.

Sin olvidar la fascinación de Borges por estos felinos… En 1972, el renombrado autor argentino lanzó el libro de poemas El oro de los tigres (Emecé), un título que evoca la luz amarillenta, resultado de la ceguera de Borges, y al tigre como un símbolo en su universo literario.

Hasta hace poco, los patrones de Turing eran una de las principales herramientas para entender su origen, una teoría propuesta en 1952 por el pionero de la computación Alan Turing.

Sin embargo, investigaciones recientes, citadas por The New Yorker, han enriquecido nuestra comprensión sobre cómo se forman estos diseños en la piel de los animales.

Alan Turing es conocido por sus aportes a la informática y la inteligencia artificial, pero su trabajo final antes de fallecer se centró en un dilema distinto: cómo las células de un embrión organizan patrones complejos.

En su artículo The Chemical Basis of Morphogenesis, sugirió que estos patrones surgen a través de la interacción de dos substancias químicas: un activador, que promueve su propia producción, y un inhibidor, que regula su expansión.

Esta dinámica origina estructuras periódicas que podrían explicar las manchas en los leopardos, las franjas en las cebras o las ondulaciones en la piel de los peces.

Para ilustrar esta idea, el matemático James D. Murray sugirió en 2012 una analogía: imaginemos un campo seco con saltamontes distribuidos uniformemente.

A medida que la temperatura se incrementa, los insectos sudan y su transpiración inhibe la propagación del fuego en ciertas áreas. ¿Cuál sería el patrón de quemado en el campo?

Dependiendo de la rapidez del fuego y la cantidad de sudor, podrían generarse manchas o rayas, al igual que los pigmentos en la piel de algunos animales.

Aunque los modelos de Turing han sido cruciales para entender la formación de patrones, un descubrimiento reciente ha revelado un aspecto que antes se pasaba por alto.

Ben Alessio y Ankur Gupta, investigadores de la Universidad de Colorado Boulder, estaban investigando un fenómeno físico conocido como difusioforesis, que describe cómo partículas grandes pueden moverse arrastradas por otras más pequeñas en un fluido disperso.

Al integrar este principio a los modelos de Turing, los científicos observaron que los patrones resultantes eran más definidos y nítidos, con bordes más precisos.

“Era como si hubieran sido esbozados con un lápiz en vez de con un pincel”, comentó Alessio. Buscando ejemplos en la naturaleza, visitó el Birch Aquarium en San Diego y se percató de un pez cuyas líneas hexagonales se asemejaban a sus simulaciones matemáticas. Este fue un punto clave en su investigación.

Si bien los modelos de Turing describen bien la formación de patrones en peces y anfibios, en los mamíferos la situación es diferente.

Para investigar cómo se generan estos diseños en la piel de mamíferos, Ricardo Mallarino, biólogo del desarrollo en la Universidad de Princeton, estudió un caso particular: el ratón africano rayado (Rhabdomys pumilio).

Este pequeño roedor presenta en su piel células progenitoras que determinan si un pelo será claro u oscuro, formando así su distintivo patrón de rayas.

Al analizar embriones de esta especie, Mallarino descubrió que los patrones ya estaban predestinados antes de que se desarrollara el pelaje, como si fueran el “boceto” de un libro para colorear.

Utilizando la técnica de edición genética CRISPR, su equipo identificó genes que regulaban la formación de estas rayas.

Al modificar estos genes, lograron cambiar el grosor de las franjas, confirmando que los patrones dependen no solo de la difusión química, sino también de la expresión genética.

Ampliando sus estudios a otras especies, encontraron que 90 especies de roedores rayados compartían este mecanismo.

No obstante, hay un caso peculiar: la ardilla terrestre de trece líneas (Ictidomys tridecemlineatus), cuyo patrón parece generarse por un mecanismo por completo diferente.

Esto sugiere que la naturaleza ha desarrollado diversas estrategias para crear patrones en la piel de los animales.

¿Por qué algunos animales tienen patrones tan complejos y otros no? Existen varias teorías, aunque ninguna abarca todos los casos.

1. Camuflaje: Esta es la justificación más común. Muchos animales emplean sus patrones para confundirse con el entorno y escapar de los depredadores. Por ejemplo, los ratones africanos rayados son diurnos y tienen depredadores aéreos, lo cual refuerza que sus franjas los ayudan a mezclarse con la vegetación.
2. Selección sexual: En algunas especies, los patrones pueden resultar atractivos para las parejas. Aunque este no parece ser el caso del tigre, sí lo es en aves o peces tropicales con colores vivos.
3. Regulación térmica: Se ha sugerido que las rayas podrían facilitar la dispersión del calor. Sin embargo, un estudio de 2018 cuestionó esta teoría en cebras, al no encontrar diferencias significativas de temperatura entre equinos rayados y de color uniforme.
4. Defensa contra insectos: Una teoría reciente propone que las rayas pueden ahuyentar a los insectos picadores. Un estudio experimental demostró que menos moscas se posaban en caballos cubiertos con telas a rayas en comparación con los de mantas lisas.

A pesar de los avances en biología del desarrollo y modelos matemáticos, la formación de patrones en la piel de los animales persiste como un tema intrigante y en parte misterioso.

Sabemos que involucra la interacción de factores genéticos, químicos y ambientales, pero todavía hay preguntas sin respuesta.

Al final del artículo, The New Yorker menciona un pasaje de Just So Stories, de Rudyard Kipling, en el que un leopardo recién moteado reflexiona sobre sus manchas y cómo le ayudan a camuflarse mejor.

Más allá de la ficción, la naturaleza ha desarrollado mecanismos asombrosos para crear patrones en la piel de los animales, y la ciencia continúa desentrañando sus misterios.