En un estudio publicado en el
Journal of the Royal Society Interface, científicos del Laboratorio de Geología de Lyon y de la Universidad de Oxford proponen un modelo teórico que describe la formación de
espinas de apariencia fractal en ciertos gasterópodos. Esta dinámica de crecimiento, aunque revelada en un molusco, también se aplicaría a numerosas estructuras de los reinos vegetal, fúngico y animal.
Algunas conchas de gasterópodos están adornadas con estructuras espinosas que presentan una complejidad de apariencia fractal (en el sentido matemático, cuyos detalles se repiten a todas las escalas). Estos ornamentos, durante mucho tiempo enigmáticos, encuentran hoy una explicación gracias a un modelo físico que acopla inestabilidad mecánica y crecimiento secuencial.
Modelos jerárquicos en diversas estructuras de plantas, hongos y animales.
Los científicos demuestran que las espinas fractales de las conchas de gasterópodos se forman cuando una inestabilidad mecánica de la membrana secretora expande episódicamente un patrón autosimilar de micropliegues generados mecánicamente de forma continua. Durante el crecimiento, esta transformación deja estrías espirales en la concha.
Una dinámica de crecimiento compartida en los seres vivos
Este mecanismo no es exclusivo de las conchas. Refleja una dinámica genérica de crecimiento observada en muchos organismos.
El estudio identifica estructuras similares en los tres grandes reinos de los seres vivos (reino animal, vegetal y fúngico) que presentan todas un crecimiento secuencial siguiendo la misma dinámica genérica. Entre ellas: la pared de las algas unicelulares, las nervaduras de las hojas, las láminas de los hongos, los flotadores de las "fragatas portuguesas", los esqueletos de corales, los dentículos de las pinzas de las langostas, los tallos de los crinoideos, los dentículos de los peces sierra...
Todas estas estructuras, aunque muy distantes, comparten un esquema de desarrollo basado en la subdivisión recursiva de un dominio en crecimiento, asociada a una condición de irreversibilidad que da "memoria" al sistema.
Este estudio en la interfaz entre física, biología y geología, revela una ley de desarrollo transversal y propone un nuevo marco teórico de análisis de la morfogénesis de estas estructuras biológicas complejas.
Fuente: CNRS INSU