Domingo, 25 de abril de 2010
Matemáticas: Solución elegante al problema evolutivo
Investigadores de la UBC han probado un nuevo modelo matemático que busca desentrañar un acertijo evolutivo clave, a saber, los factores que subyacen a la generación de la diversidad biológica, tanto dentro de una como entre las especies.
Los biólogos evolutivos, hace tiempo que reconocen que la aparición de rasgos poco comunes en una población pueden estimular la diversidad. Por ejemplo, ser depredadores de poco tamaño en una población dominada por depredadores de gran tamaño pueden ofrecer sus ventajas: el acceso a una abundancia de presas pequeñas, además de aumentar las probabilidades de que dicho rasgo prospere en la población."Pero los modelos matemáticos que incorporan estas atípicas ventajas tienden a tener algunas serias deficiencias", comenta Michael Doebeli, investigador del Centro de Investigación de la Biodiversidad de la UBC y profesor de Matemáticas y Zoología. "Estos modelos confían en los rasgos individuales, como el tamaño del cuerpo, y predicen que la ventaja que ofrezca esta característica debe ser muy significativa para mantener una gran diversidad".
Así que, Doebeli y Iaroslav Ispolatov, investigador adjunto, aplicaron un nuevo modelo para resolver el problema y lo esbozaron en la revista Science.
Con los modelos de competencia clásica basados en los rasgos individuales, diseñaron una teoría matemática que medía el impacto evolutivo de múltiples características en concierto; hallaron que la suma de esta complejidad reducía significativamente el umbral necesario que da lugar a la diversidad y la evolución de nuevas especies.
"Cuando se modela de forma aislada un solo rasgo, es frecuente encontrar que las interacciones ecológicas no son lo suficientemente fuertes para dirigir hacia la divergencia. Pero cuando muchos rasgos actúan al unísono, incluso las interacciones más débiles pueden generar diversidad. Nuestros enfoque reproduce una complejidad más cercana a la realidad; a poco que lo pienses, todos los organismos vivos tienen decenas, si no cientos, de rasgos ecológicamente relevantes", explica Doebeli.
Matemáticamente, el fenómeno biológico se refleja en las propiedades fundamentales de los autovalores de formas cuadráticas. Esta teoría podría explicar la extraordinaria cantidad de diversidad existente en muchos ecosistemas, por ejemplo en el mundo microbiano de los océanos. De hecho, el motivo inicial de la prueba para el modelo se hizo pensando en las poblaciones microbianas.
"Sería interesante comprobar si a un nivel genético, los caminos que controlan los diferentes rasgos están regulados conjuntamente, de tal manera que pueda heredarse dicha diversificación de rasgos a lo largo de los múltiples ejes fenotípicos".
Fuente:
Bit Navegantes