¿Por qué los animales tienen manchas y rayas? La ciencia revela el origen de sus patrones

Las manchas de leopardo y las rayas de cebra han fascinado durante años a científicos y matemáticos, quienes buscan comprender el origen de estos patrones característicos del reino animal. Un avance significativo realizado por el equipo de la Universidad de Colorado en Boulder ha permitido simular estos diseños con un realismo sin precedentes, según un estudio publicado el 27 de octubre de 2025 y reportado por Popsi.

Este logro combina la histórica teoría de Alan Turing con innovaciones que incluyen la difusioferosis y la variabilidad en el tamaño celular, acercando a la ciencia a una explicación más fiel de la diversidad visual observada en la naturaleza.

La formación de patrones en animales, como el pelaje del leopardo, las franjas de la cebra o los diseños en la piel del pez cofre ornamentado, ha sido motivo de investigación desde el siglo pasado. En 1952, Alan Turing propuso que estos patrones podrían explicarse a partir de la interacción de sustancias químicas que viajan por los tejidos en desarrollo.

Según su teoría, estas moléculas, al activar o inhibir la producción de pigmentos, generan las marcas que distinguen a cada especie. Sin embargo, las simulaciones computacionales derivadas de este modelo tradicional presentaban manchas y rayas excesivamente uniformes y difusas, sin capturar la imperfección y la variabilidad presentes en la naturaleza.

El ingeniero químico Ankur Gupta y su equipo, en declaraciones a Popsi, explicaron que incorporaron la difusioferosis a los modelos previos. Este proceso, que consiste en el arrastre de partículas por corrientes químicas generadas por otras sustancias, se asemeja a cómo el jabón elimina la suciedad durante el lavado de ropa.

Al implementar este mecanismo en las simulaciones, los científicos lograron contornos más definidos y precisos, aunque en un principio las estructuras resultaban excesivamente regulares; los hexágonos y franjas mantenían tamaños exactos, alejados de la irregularidad natural.

Para resolver ese desafío, el equipo introdujo la variabilidad en el tamaño de las células dentro del modelo. Según relató Gupta: “Las imperfecciones están presentes en la naturaleza”, y su grupo propuso asignar diferentes tamaños a las células y modelar la forma en que se ensamblan y desplazan en el tejido animal.

Al hacerlo, las simulaciones comenzaron a plasmar patrones menos uniformes, con roturas, texturas granuladas y contornos irregulares, mucho más parecidos a los que se observan en especies reales. Esta dinámica puede compararse con pelotas de distintos tamaños que avanzan por un tubo: las mayores crean contornos más gruesos y los atascos provocan interrupciones, generando así las imperfecciones características que distinguen a cada animal.

Mediante estas mejoras, las nuevas investigaciones, presentadas en la revista Matter, lograron reproducir patrones hexagonales y rayados con una fidelidad y nivel de detalle nunca antes alcanzados. “Podemos capturar estas imperfecciones y texturas simplemente dándole un tamaño a estas células”, explicó Gupta, destacando que el modelo ahora refleja de modo notable la riqueza visual natural.

Los patrones obtenidos muestran rupturas e irregularidades que antes escapaban a los métodos tradicionales, ajustándose mejor a lo que se observa en animales como la cebra, el leopardo o el pez cofre ornamentado de Australia.

Este avance no solo responde a un misterio antiguo de la biología, sino que abre posibilidades en el desarrollo de nuevas tecnologías y en la medicina. Comprender cómo se ensamblan y distribuyen las células formadoras de patrones podría inspirar la creación de materiales inteligentes capaces de cambiar de color para camuflaje o señalización, imitando la piel de un camaleón.

Además, los principios establecidos en esta investigación pueden trasladarse a la administración dirigida de medicamentos, optimizando la precisión con la que los tratamientos alcanzan kilómetros específicos dentro del cuerpo.

El grupo de la Universidad de Colorado en Boulder aspira a explorar interacciones más complejas entre células y agentes químicos, con el objetivo de perfeccionar aún más sus simulaciones y ampliar su comprensión sobre la variedad de patrones en el reino animal.

Como destacó Popsi, para Gupta y sus colaboradores, la belleza de los sistemas naturales se halla precisamente en sus imperfecciones, una fuente inagotable de inspiración para el desarrollo de nuevas aplicaciones funcionales y estéticas mientras la ciencia sigue desentrañando los secretos del mundo vivo.