Los investigadores han resuelto la pieza faltante de un rompecabezas de 350 años de cómo las partes puntiagudas del cuerpo de muchos animales crecen para formar su forma, incluidos dientes, cuernos, garras, picos, caparazones de animales e incluso espinas y espinas de plantas.

Un equipo interdisciplinario de la Universidad de Monash descubrió una nueva regla universal de crecimiento biológico que explica similitudes sorprendentes en las formas de estructuras afiladas en todo el árbol de la vida, incluidos dientes, cuernos, garras, picos, caparazones de animales e incluso espinas y espinas de las plantas.

Los animales y las plantas a menudo crecen en patrones específicos, como espirales logarítmicas que siguen la proporción áurea. Hay procesos muy simples que generan estos patrones: se produce una espiral logarítmica cuando un lado de una estructura crece más rápido que otro en una proporción constante. Podemos llamar a estas “reglas de crecimiento” y nos ayudan a comprender por qué los organismos tienen determinadas formas.

En el nuevo estudio publicado recientemente en BMC Biology, el equipo de investigación demuestra una nueva regla llamada “cascada de energía” basada en cómo la forma “cae en cascada” por un diente siguiendo una ley de energía. Cuando un colmillo de elefante se alarga, se ensancha a un ritmo muy específico siguiendo una “ley de potencia”, un patrón matemático en el que existe una relación lineal entre el logaritmo del ancho y el largo del diente. Las leyes de poder se encuentran en toda la naturaleza, como en la magnitud de los terremotos, el tamaño de las ciudades y el movimiento del mercado de valores.Este patrón se aplica a muchos animales, en los dientes de tiburones gigantes, Tyrannosaurus rex, mamuts e incluso humanos. Sorprendentemente, esta ley de poder funciona para garras, pezuñas, cuernos, colmillos de araña, conchas de caracoles, astas y picos de mamíferos, aves y dinosaurios. Más allá de los animales, el equipo también lo observó en las espinas del rosal y el limonero. El profesor asociado Alistair Evans de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Monash dirigió el equipo de investigación. “La diversidad de animales, e incluso plantas, que siguen esta regla es asombrosa”, dijo el profesor asociado Evans. “Nos sorprendió bastante haberlo encontrado en casi todos los reinos de la vida en los que miramos: en animales vivos y extintos durante millones de años”.

El nuevo patrón amplía las ideas del erudito anatomista, físico y matemático Sir Christopher Wren, el diseñador de la Catedral de San Pablo de Londres. En 1659, Wren sugirió que una concha de caracol podría ser un cono retorcido para ser una espiral logarítmica. El nuevo estudio muestra que las conchas y otras formas, como dientes y cuernos, son de hecho la forma de cascada de energía (llamada “cono de energía”). “Esta nueva regla es la pieza que falta en un rompecabezas de 350 años sobre cómo crecen los animales y sus partes”, dijo el profesor asociado Evans.“Debido a que muchas estructuras siguen este patrón de crecimiento, podemos usarlo para predecir el patrón probable de evolución. Siempre que los animales desarrollen dientes, cuernos o garras, lo más probable es que tengan esta forma. Incluso nos permite predecir cómo se verían los animales míticos si siguieran los mismos patrones de la naturaleza “. “Ahora podemos saber cómo serían los dragones de Game of Thrones y las fantásticas bestias de Harry Potter”, dijo el profesor asociado Evans. Referencia: “Una ley de poder universal para modelar el crecimiento y la forma de dientes, garras, cuernos, espinas, picos y conchas” por Alistair R. Evans, Tahlia I. Pollock, Silke GC Cleuren, William MG Parker, Hazel L. Richards , Kathleen LS Garland, Erich MG Fitzgerald, Tim E. Wilson, David P. Hocking y Justin W. Adams, 30 de marzo de 2021, BMC Biology.