En peces y otros animales, las células del cono de detección de color en la retina están dispuestas en patrones específicos, y se cree que esto es importante para permitir que los animales sientan adecuadamente su entorno. Ahora, en investigaciones publicadas en Revisión física E , un grupo interdisciplinario de físicos y biólogos ha utilizado un modelo matemático para determinar cómo las células del cono en el pez cebra, un modelo de pez experimental común, se organizan en un patrón específico en todos los individuos. Resulta que pequeños defectos en los patrones llevan a las células a organizarse en solo uno de los dos patrones posibles que de otro modo podrían surgir.
Los ojos de estos peces tienen cuatro tipos diferentes de células cónicas, que sentido azul, ultravioleta, y una combinación de rojo y verde. Las celdas de "doble cono" que detectan el rojo y el verde se pueden organizar en diferentes orientaciones, por lo que las células pueden terminar en un patrón de ultravioleta, azul, y celdas rojas / verdes en diferentes patrones. A medida que se desarrollan los ojos de pez, estas células se originan en un área llamada zona marginal ciliar, diferenciarse en las diferentes células cónicas, y organizarse en un patrón aleatorio. Sin embargo, eventualmente se reorganizan en un cierto patrón. Una hipótesis es que los patrones surgen de la diferente fuerza de adhesión entre las células en varias orientaciones. Esencialmente, terminan en un patrón que tiene el nivel de energía más bajo.
"Si bien esto es bien conocido, "explica Noriaki Ogawa, el primer autor del artículo, "hay un problema inexplicable. Resulta que hay dos patrones con el mismo nivel de energía más bajo, uno paralelo al crecimiento de la retina y el otro perpendicular a ella, para que sean simplemente el mismo patrón pero rotados 90 grados. En peces reales, sin embargo, sólo se encuentra realmente uno de los dos patrones ".
Los autores se dieron cuenta de que debe haber algún mecanismo que conduzca a ese patrón. Descubrieron que, aunque los dos patrones son equivalentes si se miran con un modelo estático, no lo eran en un entorno dinámico. Usando un modelo matemático, selección dinámica de patrones, descubrieron que los pequeños defectos que aparecen en el patrón pueden alterarlo y llevarlo a reorganizarse de una manera que siempre conduce al patrón que se encuentra en los peces reales.
"Este es un hallazgo importante, "explica Ogawa, "porque esto podría tener implicaciones para el desarrollo de otras estructuras en muchos organismos". "Hay mucho trabajo por hacer para explicar completamente la situación, ", continúa." Sabemos que hay otros mecanismos, a saber, gradientes de concentración de productos químicos, conocidos como morfógenos, que dirigen el proceso de desarrollo, y las polaridades de las células. Para comprender completamente cómo surgen estos patrones en organismos reales, también necesitamos comprender la relación entre estos mecanismos, y también para determinar experimentalmente la fuerza de adhesión real entre las células y otros parámetros ".
