Se Turing ha a che fare con le zebre

Alan Turing lo conosciamo come il padre storico della computer science. Ma nei suoi numerosi studi si è anche cimentato con la produzione di un modello matematico per i sistemi biologici che riesce a spiegare anche come avviene la formazione di strisce nelle zebre. Senza avere avuto a disposizione gli esperimenti e le nozioni della moderna biologia molecolare.

Come si formano le strisce delle zebre? Non è di certo un rompicapo che non fa dormire la notte i biologi, anche se molti scienziati si sono cimentati con questo quesito perché nasconderebbe la spiegazione più ampia di meccanismi molto diffusi nella biologia durante le fasi dell'embriogenesi.
E molti non sanno che perfino Alan Turing, considerato il padre e fondatore della computer science e di cui ricorre quest'anno il centenario della sua nascita (come ci ha raccontato Nicola Nosengo), aveva proposto un modello che potesse in qualche modo spiegare perché le zebre si ritrovano delle strisce più scure sul corpo. Parlando di un sistema di proteine attivatore-inibitore, molti anni prima che la biologia molecolare irrompesse sulla scena delle scienze moderne.

Nuovi studi che confermano Turing
Un gruppo di ricerca della Harvard University (Cambridge, USA) ha da poco messo in luce che Turing aveva ragione: nel caso del comportamento delle proteine Nodal e Lefty (coinvolte nella regolazione dell'asimmetria nei vertebrati e nello sviluppo delle cellule che danno vita agli organi interni) il modello ipotizzato da Turing calza alla perfezione.
I ricercatori, che hanno pubblicato lo studio sulla rivista Science, non hanno solo descritto il comportamento del modello in vivo, utilizzando delle Nodal e Lefty fluorescenti, preparate ad hoc. Ma hanno anche evidenziato alcune importanti caratteristiche che danno conferma di quanto Turing avesse ipotizzato.
 

La modalità con cui le strisce si creano sul mantello delle zebre può essere spiegato dal modello matematico di Turing (Immagine: wikipedia.it)

La differenza è nel movimento
Il movimento attraverso i tessuti di attivatore e inibitore, secondo Turing, non è uguale. L'attivatore si muove infatti più lentamente dell'inibitore, pur avendo una struttura simile e una stabilità chimica pressoché uguale, creando quindi interazioni, con altre proteine presenti nei tessuti che circondano attivatore e inibitore, in tempi diversi.
Gli esperimenti condotti ad Harvard hanno proprio messo in luce che la differenza di comportamento delle due proteine è dovuta alla loro capacità di muoversi in maniera diversa, con un sistema di diffusione che Turing aveva predetto nel suo modello. E che potrebbe spiegare la diffusione delle macchie sul mantello di un leopardo o delle strisce in una zebra.

E allora perché si creano le strisce?
Il perché le due proteine abbiamo un comportamento dissimile non è ancora stato spiegato. Il modello, come ricordano I ricercatori, è un'equazione che per quanto "elegante" riesce solo a descrivere come funziona un meccanismo, ma non ne spiega la causa.
Dovremo quindi attendere nuovi studi per completare la nostra conoscenza sulle strisce della zebra, tenendo quindi in conto il contributo del grande padre dei computer.

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