Perpendicolari al corpo o parallele, dritte o curve, le strisce presenti sul manto di molti animali costituiscono un’irresistibile attrazione per gli amanti della matematica. Fin dagli anni Cinquanta, infatti, i matematici hanno cercato di elaborare dei modelli che potessero rendere conto del loro sviluppo. Il modello di diffusione-reazione del matematico Alan Turing, per esempio, è ancora un riferimento per formalizzare il distanziamento tra le strisce. Tuttavia, uno studio di Tom W. Hishock e Sean G. Megason, ricercatori del Dipartimento di Biologia Sistemica di Harvard, ha cercato di aggiungere nuova comprensione ad un diverso fenomeno: quello dell’orientamento, un aspetto che continuava a sfuggire all’elaborazione di Turing.
I ricercatori di Harvard, infatti, si sono concentrati sull’analisi dei processi che differenziano la produzione di strisce parallele o perpendicolari al corpo, come nel caso del pesce zebra (che le ha parallele) o della tigre (perpendicolari). Analizzando tutti i modelli finora disponibili, questa ricerca, pubblicata su Cell Systems, ha elaborato un’unica equazione matematica in grado di fornire un modello semplice che spieghi quali variabili controllano i diversi orientamenti, prescindendo dai meccanismi molecolari e cellulari che li realizzano.
Più precisamente, sulla base di questo modello integrato è stato possibile predire tre differenti variabili, o “perturbazioni”, in base alle quali si realizza l’orientamento delle strisce. Si tratta di cambiamenti che concernono il cosiddetto gradiente di produzione, cioè una sostanza (quale che sia) che regola l’aumento della loro densità, il gradiente parametrico (o parameter gradient), che influenza uno dei parametri coinvolti nella formazione delle strisce, e le anisotropie, cioè caratteristiche fisiche che dipendono dall’orientamento dei meccanismi (molecolari o cellulari) che danno origine alle strisce.
Secondo i ricercatori il loro modello può essere applicato a una varietà di sistemi biologi anche più complessi tutti ancora da indagare. E nonostante si tratti di un approccio per ora totalmente teorico, Hishock e Megason ritengono che presto potrebbero avere a disposizione gli strumenti sperimentali per mettere alla prova il loro modello matematico su un autentico organismo vivente.
Riferimenti: Cell Systems
