El rizo de la cola de un camaleón, la espiral de las escamas de una piña y las ondas creadas por los granos de arena que mueven el viento tienen el poder de captar la atención e intrigar la mente. Cuando Charles Darwin propuso por primera vez la teoría de la evolución por selección natural en 1859, alentó a los entusiastas de la ciencia a encontrar razones para los patrones naturales que se ven en las bestias de la tierra, las aves del aire y las criaturas del mar. El plumaje del pavo real, las manchas de un tiburón deben tener algún propósito adaptativo, suponían con entusiasmo.
Sin embargo, una persona vio todo esto como "entusiasmo desbocado", escribe el científico y escritor inglés Philip Ball en su nuevo libro, Patrones en la naturaleza: por qué el mundo natural se ve como lo hace . El zoólogo escocés D'Arcy Wentworth Thompson fue empujado a publicar su propio tratado en 1917 explicando que incluso la creatividad de la naturaleza está limitada por las leyes generadas por las fuerzas físicas y químicas. Las ideas de Thompson no chocaron con la teoría de Darwin, pero sí señalaron que otros factores estaban en juego. Mientras que la selección natural podría explicar el por qué de las rayas de un tigre, una estrategia para mezclarse con las sombras en los pastizales y los bosques, la forma en que los químicos se difunden a través del tejido en desarrollo puede explicar cómo el pigmento termina en bandas de oscuridad y luz, así como por qué es similar los patrones pueden aparecer en una anémona de mar.
En Patterns in Nature, Ball aporta su propia experiencia como físico y químico, así como más de 20 años de experiencia como editor de la revista científica Nature . Su primer libro, publicado en 1999 ( The Self-Made Tapestry ), y una trilogía, publicada en 2009 ( Nature's Patterns: Shapes, Flow, Branches ), explora el tema de los patrones naturales, pero ninguno tiene imágenes tan ricas como la última.
Patrones en la naturaleza: por qué el mundo natural se ve como se ve
ComprarBall explica que las vívidas fotografías en el libro son vitales, porque algunos de los patrones solo se pueden apreciar completamente a través de la repetición. "Es cuando ves a varios de ellos lado a lado con detalles gloriosos que comienzas a tener una idea de cómo la naturaleza toma un tema y lo maneja", dice.
Las explicaciones que Ball ofrece son simples y elegantes, como cuando explica cómo un parche de tierra empapado puede secarse en un paisaje agrietado. "La capa seca en la superficie trata de encogerse en relación con la capa todavía húmeda que se encuentra debajo, y el suelo se revuelve con tensión en todas partes", escribe.
Sin embargo, también ofrece suficientes detalles para intrigar a científicos y artistas por igual. Las impresionantes fotografías fueron curadas por los diseñadores de Marshall Editions, una editorial del Grupo Quarto en Londres, que autorizó el libro a la University of Chicago Press.
Ball habló con Smithsonian.com sobre su libro y sus inspiraciones.
¿Qué es exactamente un patrón?
Lo dejé un poco ambiguo en el libro, a propósito, porque parece que lo sabemos cuando lo vemos. Tradicionalmente, pensamos en los patrones como algo que simplemente se repite una y otra vez en el espacio de una manera idéntica, algo así como un patrón de papel tapiz. Pero muchos patrones que vemos en la naturaleza no son así. Sentimos que hay algo regular o al menos no aleatorio sobre ellos, pero eso no significa que todos los elementos sean idénticos. Creo que un ejemplo muy familiar de eso serían las rayas de la cebra. Todos pueden reconocer eso como un patrón, pero ninguna franja es como cualquier otra franja.
Creo que podemos argumentar que cualquier cosa que no sea puramente aleatoria tiene una especie de patrón. Debe haber algo en ese sistema que lo haya alejado de esa aleatoriedad pura o, en el otro extremo, de la uniformidad pura.
¿Por qué decidiste escribir un libro sobre patrones naturales?
Al principio, fue el resultado de haber sido editor en Nature . Allí, comencé a ver mucho trabajo a través de la revista, y a través de la literatura científica en general, sobre este tema. Lo que me llamó la atención fue que es un tema que no tiene ningún tipo de límites disciplinarios naturales. Las personas interesadas en este tipo de preguntas pueden ser biólogos, matemáticos, físicos o químicos. Eso me atrajo. Siempre me gustaron los temas que no respetan esos límites tradicionales.
Pero creo que también fueron las imágenes. Los patrones son tan llamativos, hermosos y notables.
Entonces, apuntalando ese aspecto, está la pregunta: ¿cómo la naturaleza sin ningún tipo de diseño o diseño reúne patrones como este? Cuando hacemos patrones, es porque lo planeamos de esa manera, colocando los elementos en su lugar. En la naturaleza, no hay un planificador, pero de alguna manera las fuerzas naturales conspiran para lograr algo que se ve bastante hermoso.
¿Tienes un ejemplo favorito de un patrón que se encuentra en la naturaleza?
Quizás uno de los más familiares pero realmente uno de los más notables es el patrón del copo de nieve. Todos tienen el mismo tema: esta simetría hexagonal de seis veces y, sin embargo, parece que hay una variedad infinita dentro de estos copos de nieve. Es un proceso tan simple que entra en su formación. Es vapor de agua que se congela en el aire húmedo. No hay nada más que eso, pero de alguna manera crea este patrón increíblemente intrincado, detallado y hermoso.
Otro sistema que encontramos surgiendo una y otra vez en diferentes lugares, tanto en el mundo vivo como en el no vivo, es un patrón que llamamos estructuras de Turing. Ellos llevan el nombre de Alan Turing, el matemático que sentó las bases de la teoría de la computación. Estaba muy interesado en cómo se forman los patrones. En particular, estaba interesado en cómo sucede eso en un óvulo fertilizado, que es básicamente una célula esférica que de alguna manera se convierte en algo tan complicado como un humano a medida que crece y se divide.
A Turing se le ocurrió una teoría que era básicamente una explicación de cómo una gran cantidad de sustancias químicas que flotan en el espacio pueden interactuar para crear diferencias de un espacio a otro. De esta manera, surgirán las semillas de un patrón. Expresó ese proceso en términos matemáticos muy abstractos.
Ahora, parece que algo como esto podría ser responsable de los patrones que se forman en las pieles de los animales y algunos patrones que también vemos en los insectos. Pero también aparece en algunos sistemas bastante diferentes, en las dunas de arena y las ondas de arena que se forman después de que el viento ha soplado arena.
En su libro, menciona el hecho de que la ciencia y las matemáticas aún no han explicado completamente algunos de estos patrones. ¿Puede dar un ejemplo?
Solo hemos entendido realmente cómo los copos de nieve obtienen estas formaciones ramificadas desde la década de 1980 a pesar de que las personas han estudiado y pensado en esa pregunta durante varios cientos de años. Sin embargo, incluso ahora es un misterio por qué cada brazo del copo de nieve puede ser prácticamente idéntico. Es casi como si un brazo se pudiera comunicar con los otros para asegurarse de que crezcan de una manera especial. Eso sigue siendo sorprendente.
Se están descubriendo nuevas formas de patrones casi tan rápido como podemos encontrar explicaciones. Hay patrones extraños de vegetación en regiones semiáridas del mundo donde hay parches de vegetación separados por parches de tierra desnuda. También parecen tener un mecanismo similar a Turing detrás de ellos, pero esa comprensión también es muy reciente.
¿Qué esperas que los lectores encuentren en el libro?
Cuando comencé a investigar este tema, comencé a ver patrones en todas partes. Recuerdo que cuando estaba a mitad de escribir mi primer libro en 1999 y estaba en una playa en Gales, de repente me di cuenta de que en todas partes había patrones. En las nubes y el cielo había diferentes patrones, había patrones de olas, etc. en el mar. En el agua que bajaba por la arena, había un tipo diferente de patrón. Incluso los acantilados en sí no eran puramente al azar.
Entonces, comienzas a ver patrones a tu alrededor. Espero que la gente descubra que esto les sucede y que apreciarán la estructura de la estructura que nos rodea. Solo hay esplendor y alegría en eso.
