Come si formano i disegni geometrici sulla pelle degli animali? Una ricerca svela il mistero
Molti animali sfoggiano intricati pattern geometrici sulla loro pelle, tanto da essere subito riconoscibili. Pensiamo ai leopardi e alle giraffe, o anche alle strisce delle zebre e agli esagoni di Aracana Ornata. Il fenomeno viene studiato da anni, ma fino a oggi non si sapeva davvero come si formano. Una recente ricerca ha provato a dare una risposta a questo enigma, basandosi anche sul modello di Turing. Vediamo come hanno fatto.
Modello di Turing e diffusioforesi: come spiegare la geometria degli animali
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Sebbene i geni contengano le informazioni sullo sviluppo di un organismo, la genetica da sola non spiega completamente la formazione di disegni sulla pelle di un animale. Prima ancora che i ricercatori scoprissero la struttura a doppia elica del DNA, il matematico Alan Turing propose una ipotesi che spiegasse la creazione di pattern geometrici sulla pelle degli animali. Siamo nel 1952, e il creatore del computer ipotizza che la genetica c’entra poco o nulla con la geometria degli animali. Infatti, durante lo sviluppo dei tessuti, agenti chimici tenderebbero a diffondersi seguendo un processo simile a quello del latte sul caffe. E reagendo fra loro, gli agenti chimici potrebbero creare disegni, macchie, pattern, mentre in altri casi darebbero luogo a spazi vuoti.
Questa teoria è senza dubbio affascinante, e allo stesso tempo spiega alcuni dei fenomeni sottesi ai pattern geometrici degli animali. Eppure, non spiega per esempio come si creano i contorni precisi, o altri dettagli. Per questa ragione, un team della University of Colorado Boulder ha provato a integrare il modello di Turing con la diffusioforesi. Quest’ultimo è un meccanismo che fa muovere le molecole in risposta a cambiamenti chimico-fisici, un processo alla base anche dei lavaggi in lavatrice. Ma come fa la diffusioforesi a spiegare la geometria degli animali?
La risposta al mistero dei pattern sulla pelle degli animali
Adrian Parnham/Wikimedia Commons - CC BY 2.0 DEED
In un recente studio pubblicato su Science Advances, i ricercatori hanno messo alla prova la diffusioforesi. Si tratta di un meccanismo che entra in gioco per esempio nel risciacquo dei vestiti. Gli indumenti imbevuti dal detersivo vengono risciacquati in acqua pulita, così da permettere al sapone di muoversi dal tessuto all’acqua e trascinare con sé lo sporco. Per quanto riguarda la geometria degli animali, il team ha simulato al computer l’azione del modello di Turing e della diffusioforesi. Come oggetto, è stato scelto un pesce dai motivi geometrici complessi, Aracana Ornata.
Nel primo caso, usando l’equazione di Turing, la simulazione ha restituito soltanto macchie poco definite, come d’altronde ci si aspettava. Nel secondo caso, invece, i ricercatori hanno inserito fra le variabili anche la diffusioforesi, ottenendo un risultato molto simile al pattern esagonale e definito di Aracana Ornata. In pratica, si legge nello studio, quando le sostanze chimiche si diffondono nei tessuti degli animali, portano con sé anche i pigmenti colorati.
Dalla geometria degli animali alle nuove tecnologie
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Il fenomeno descritto dai ricercatori non spiega soltanto i pattern geometrici sulla pelle degli animali. Oltre a questo, potrebbe anche spiegare la disposizione dei follicoli piliferi e delle creste nel palato dei mammiferi. Si tratta di una ricerca in divenire: se i risultati su Aracana Ornata verranno confermati anche per altri animali, sarà possibile approfondire la comprensione dei disegni animali. Fino ad arrivare allo sviluppo di nuovi materiali o anche medicinali. Dal modello di Turing alla diffusioforesi proposta in questo studio, la ricerca è ancora agli inizi e in attesa di trovare una sua strada, un suo pattern.
