Su trabajo de investigación reafirma que la Teoría de la Evolución es un proceso que no siempre ocurre a través de pasos pequeños, y los cambios no necesariamente son de forma aleatoria

Eugenio Azpeitia Espinosa, investigador del Centro de Ciencias Matemáticas campus Morelia de la UNAM, recibirá en junio de este año el premio Les Grandes Avancées Françaises en Biologie 2022, que otorga la Academia de Ciencias de Francia y el Centro Nacional de Investigación Científica de ese país.

El reconocimiento le será otorgado por su destacada labor de investigación mientras realizó un posdoctorado en el Laboratorio de Reproducción y Desarrollo de Plantas de la Universidad de Lyon, el cual derivó en la publicación del artículo “Surgen formas fractales de coliflor de alteraciones de las redes de genes florales”, en la revista Science.

El trabajo, detalló el investigador, inició hace tiempo cuando Christophe Godin y Francois Parcy disertaban por qué si se sabía de la existencia de mutaciones genéticas que cambiaban flores en coliflores, no se había logrado convertir una coliflor en flor.

En ese entonces, el experto en cómputo y matemáticas de la UNAM llegó a Francia para realizar una estancia posdoctoral, por lo que Christophe le propuso participar en el proyecto, a fin de comprender la transformación.

Cinco años les llevó resolver el problema mediante modelos matemático-computacionales que permitieron aterrizar hipótesis básicas, que con frecuencia son difíciles de concretar solo mediante la reflexión, en una realidad al controlar los cambios que se producirán a partir de pequeñas modificaciones genéticas que no son proporcionales al tamaño de la alteración; es decir, el reto estaba en que un cambio mínimo tiene consecuencias grandes.

“El modelo que hicimos justamente incluye diferentes escalas espaciales y temporales, procesos genéticos que ocurren a escalas microscópicas, considerando el tiempo de minutos u horas, y contempla el proceso de desarrollo que transcurre en días y meses a nivel macroscópico”, abundó el científico.

El secreto de la coliflor

El doctor en Ciencias por el Instituto de Ecología añadió que en este caso existe un gen que al ser mutado cambia las propiedades geométricas, a partir de las interacciones que tiene con un sistema más complicado.

A lo largo de su desarrollo las plantas cuentan con estructuras llamadas meristemos que producen órganos en patrones definidos en espiral, opuestos o verticilos. Sin embargo, las coliflores presentan una disposición de órganos inusual con múltiples espirales anidadas similares a escamas, expuso.

Para el estudio, trabajaron con una planta similar llamada Arabidopsis thaliana en la que descubrieron que la peculiar estructura, semejante a la coliflor, surge porque los meristemos no logran formar flores, pero mantienen la “memoria” de su paso transitorio hacia un estado floral, así que lo intentan una y otra vez, acumulándose en forma de racimos que dan lugar a estructuras similares a la coliflor.

Además, mutaciones adicionales en estos genes pueden inducir la producción de estructuras cónicas que recuerdan la llamativa forma fractal de romanesco (variedad de coliflor), por lo que la investigación reveló cómo pueden surgir formas de tipo fractal a partir de la combinación de perturbaciones clave y definidas de los programas de desarrollo floral y la dinámica de crecimiento.

El estudio es de relevancia debido a que casi todos los procesos biológicos son así, y si se quieren estudiar se debe hacer mediante métodos matemáticos computacionales que permitan efectuar los acoplamientos a diferentes escalas, precisó Azpeitia Espinosa.

“El trabajo reafirma que la Teoría de la Evolución es un proceso que no siempre ocurre a través de pasos pequeños, y los cambios no necesariamente son de forma aleatoria. Es decir, los cambios se dan por las interacciones genéticas celulares y ambientales en las que se encuentra el sistema y que nos llevan por un camino específico”, subrayó el universitario.

Esta investigación, añadió el experto de la UNAM, llama la atención de la comunidad científica porque logra explicar mediante un método que puede ser probado una y otra vez, algo que en apariencia es sencillo, además de la belleza estética de las espirales que tienen propiedades fractales.

Azpeitia Espinosa comentó que a partir de la publicación en Science se han acercado a él miembros de la comunidad científica y artistas que esperan aprovechar el trabajo para la creación de sus obras. Por el momento, continúa el trabajo con sus colegas franceses para dar respuesta a las preguntas pendientes; inclusive hay estudiantes de maestría interesados en colaborar con ellos.

Fuente: dgcs.unam.mx