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Investigadores revelan cómo la teoría numérica puede iluminar aspectos de la genética evolutiva.
4/4/24
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El estudio de las propiedades fundamentales de los números ha revelado una conexión inesperada con la evolución genética, según los hallazgos de un equipo internacional liderado por la Universidad de Oxford. Esta conexión subraya la intersección entre las matemáticas y la biología, dos disciplinas que, en la superficie, pueden parecer mundos aparte.
La investigación se centró en la teoría de números, una rama de las matemáticas que investiga las propiedades de los números, especialmente los números enteros. A lo largo de la historia, esta teoría se ha considerado en gran medida como una disciplina abstracta con pocas aplicaciones prácticas. Sin embargo, esta percepción cambió drásticamente cuando el equipo descubrió un vínculo entre esta teoría y la robustez mutacional del fenotipo en la genética evolutiva.
La robustez mutacional del fenotipo se refiere a la proporción promedio de mutaciones que no causan ningún cambio en un fenotipo específico.
Esta característica es esencial para comprender cómo se acumulan las mutaciones genéticas a lo largo del tiempo sin afectar la viabilidad del organismo. El descubrimiento de que esta propiedad está intrínsecamente vinculada a la función de sumas de dígitos de la teoría de números es revolucionario.
A través de un análisis detallado, los investigadores encontraron que la máxima robustez posible en un sistema biológico es proporcional al logaritmo de la proporción de todas las secuencias posibles que se asignan a un fenotipo particular. Esta relación está corregida por una función matemática específica relacionada con la suma de los dígitos de un número.
Un hallazgo aún más sorprendente fue la relación entre esta máxima robustez y una función matemática conocida como función Tagaki, una función que, aunque es continua, es indiferenciable. Esta función tiene similitudes con un patrón fractal y ha sido comparada visualmente con un postre francés debido a su estructura única.
La relevancia de este descubrimiento se ve reforzada por el hecho de que algunos sistemas biológicos parecen alcanzar este límite máximo de robustez. Esta observación sugiere que los sistemas biológicos, en su evolución, han encontrado formas de aprovechar estas estructuras matemáticas abstractas en beneficio de su propia supervivencia y adaptación.
El Profesor Ard Louis de la Universidad de Oxford resaltó la importancia y la belleza de este descubrimiento, afirmando que subraya cómo la naturaleza, en su complejidad, está profundamente conectada con las estructuras matemáticas fundamentales que definen nuestro universo.
