El padre de la informática decodificó los misteriosos patrones de la naturaleza

Muchos han oído hablar de Alan Turing, el matemático y lógico que inventó la informática moderna en 1935. Turing, el criptólogo que descifró el código nazi Enigma, ayudó a ganar la Segunda Guerra Mundial. Y recuerdan a Turing como mártir de los derechos de los homosexuales que, después de ser procesado y sentenciado a castración química, se suicidó al comerse una manzana untada con cianuro en 1954.

Pero pocos han oído hablar de Turing, el naturalista que explicó los patrones en la naturaleza con las matemáticas. Casi medio siglo después de publicar su último artículo en 1952, los químicos y matemáticos biológicos llegaron a apreciar el poder de su último trabajo para explicar los problemas que estaban resolviendo, como por ejemplo, cómo los peces cebra obtienen sus rayas o los guepardos obtienen manchas. E incluso ahora, los científicos encuentran nuevas ideas en el legado de Turing.

Más recientemente, en un artículo publicado Thursday in Science, ingenieros químicos en China usaron la generación de patrones descrita por Turing para explicar un proceso más eficiente para la desalinización del agua, que se utiliza cada vez más para proporcionar agua dulce para beber e irrigar lugares áridos.

El artículo de Turing de 1952 no abordaba explícitamente el filtrado del agua salada a través de las membranas para producir agua dulce. En cambio, usó la química para explicar cómo se forman las bolas indiferenciadas de células en los organismos.

Observador de la naturaleza entusiasta desde pequeño, Turing notó que muchas plantas contenían pistas de que las matemáticas podrían estar involucradas. Algunos rasgos de plantas surgieron como números de Fibonacci. Estos fueron parte de una serie: cada número es igual a la suma de los dos números precedentes. Las margaritas, por ejemplo, tenían 34, 55 o 89 pétalos.

En el modelo de Turing, dos sustancias químicas ,a las que llamó morfógenos, interactuaron. “Supongamos que tiene dos de estos, y uno hará que la piel de un animal se ponga negra y la piel del animal se ponga blanca”, explicó el Dr. Swinton. “Si mezclas estas cosas, lo que obtienes es un animal gris”.

Pero si algo hace que un producto químico se difunda, o se expanda, más rápido que el otro, entonces cada producto químico podría concentrarse en puntos localizados espaciados uniformemente, formando manchas o rayas blancas y negras.

Esto se conoce como una “inestabilidad de Turing” y los investigadores chinos que publicaron el nuevo documento determinaron que podría explicar la forma en que las formas emergieron en las membranas filtrantes de sal.

Al crear patrones tridimensionales de Turing como burbujas y tubos en las membranas, los investigadores aumentaron su permeabilidad, creando filtros que podían separar mejor la sal del agua que los tradicionales.

“Podemos usar una membrana para terminar el trabajo de dos o tres”, dijo Zhe Tan, un estudiante graduado de la Universidad de Zhejiang en China y primer autor del artículo, lo que significa menos energía y menor costo si se usa para operaciones de desalinización a gran escala en el futuro.

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