¿Por qué la naturaleza crea patrones en sus formas? El orden caótico que explica la vida

Las formas hexagonales de las rocas de Giant's Causeway en el Reino Unido, la psicodelia de las flores de un romanesco o las rayas y manchas de colores en algunos peces tropicales. Son todos ejemplos de cómo la naturaleza genera su propia geometría, tan peculiar como llamativa y, a fin de cuentas, perfecta. Pero, ¿cómo es posible que cosas tan dispares adquieran la misma forma una y otra vez? ¿Eran así desde el principio? ¿Cómo pudieron aparecer? Para que el caos sea posible, el orden tiene su intríngulis.

Rayas, espirales, manchas, ramificaciones, mosaicos o burbujas son algunos de los patrones más comunes… Nada en la naturaleza es casualidad, o sí, y en este caso la respuesta al misterio podemos encontrarla en el agua que con su transparencia nos brinda la posibilidad de entender qué está pasando en el mundo. Cuando el agua se congela, las moléculas que la conforman comienzan a agruparse. Estas moléculas tienen una forma doblada particular que hace que se apilen en grupos con forma de hexágonos a medida que se congelan. En otras palabras: todo tiene que ver con las moléculas.

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Hablando del agua, quizás uno de los patrones más familiares, pero también uno de los más notables es el patrón del copo de nieve. Todos tienen el mismo tema, explica en una entrevista para Smithsonian el científico y escritor Philip Ball, exeditor de la revista Nature, a propósito de su libro Patterns in Nature: Why the Natural World Looks the Way it Does. "Esta simetría hexagonal séxtuple y, sin embargo, parece haber 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 del aire húmedo. No hay nada más que eso, pero de alguna manera crea este patrón increíblemente intrincado, detallado y hermoso" apunta.

Un orden universal

Como un copo de nieve, en este preciso momento hay miles de millones de patrones que se están formando a pequeña escala porque los materiales se someten a procesos como la congelación, pero también otros como el secado u otro tipo de reacción a un agente externo. Esos cambios luego dan lugar a patrones complejos a mayor escala, es decir, lo que las personas pueden ver: las espirales en el caparazón de un caracol, las plumas de un pavo real, las ondas de las corrientes de las olas vistas desde un avión, la ramificación cuidadosa de las ramas de un árbol, los deltas de un río o las pequeñas venas dentro de una hoja.

La razón por la que estos aparecen es simple: Los patrones y las formas en la naturaleza responden a la repetición de un orden y surgen del crecimiento y los procesos de adaptación al entorno, explican desde el equipo del proyecto de Laboratorio Biomimético. Ya sea en plantas, animales o rocas, espumas o cristales de hielo, los patrones intrincados que suceden en la naturaleza se reducen a lo que sucede entre átomos y moléculas. Pero resulta que también podemos verlo a escalas inmensas, tan inmensas como el universo mismo.

En este sentido, un ejemplo valioso se halla en la famosa espiral. Esta se encuentra en idéntica proporción en diversas plantas, frutas, conchas de mar y caracoles. Pero también en el cosmos se encuentra el mismo patrón. Por ejemplo, la espiral del caracol es la misma que se encuentra en las galaxias que conforman el universo.

La creatividad de la naturaleza

De vuelta a la Tierra, el zoólogo escocés D'Arcy Wentworth Thompson se vio obligado a publicar su propio tratado al respecto de las formas naturales perfectas en 1917. Incluso la creatividad de la naturaleza está restringida por leyes generadas por fuerzas físicas y químicas, decía. Otra forma de entender la cuestión.

En aquel momento, de hecho, las ideas de Thompson chocaron con (bueno, más bien pulieron) la teoría de Darwin al señalar que había otros factores en juego más allá de aquello que el naturalista denominó la selección natural. Mientras que esta última podría explicar el por qué de las rayas de un tigre como 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 oscuras y claras, así como por qué patrones similares pueden surgir en una anémona de mar.

En cuanto a los patrones naturales a partir del polen en varias plantas comunes como el girasol, los científicos aún no entienden del todo por qué una planta produce un patrón en particular en lugar de otro, afirma Maxim Lavrentovich, profesor de Biofísica Teórica en Universidad de Tennessee (Estados Unidos) en un artículo para The Conversation.

Una "geometría sagrada"

En realidad, lo más evidente es que sea el que sea el motivo y el uso final que puedan tener este y otros patrones en la naturaleza, su variedad, complejidad y orden son fascinantes y nos dejan embobados a todos. Tanto es así que existe una corriente que estudia lo que llaman la "geometría sagrada". Se trata de un término usado para describir las leyes geométricas que crean todo lo que ha llegado a existir. El término fue adoptado hace décadas por multitud de geómetras, antropólogos, matemáticos, arqueólogos e incluso buscadores espirituales.

Además, en la actualidad la biomímesis nos enseña a estudiar la naturaleza como fuente de inspiración para los humanos, capaz de dar respuestas a nuestros desafíos como especie que la habita, a través de los miles de ejemplos que existen de soluciones biológicas de adaptación. Nuestro desafío, como creativos y técnicos, es la transformación de dichas estrategias biológicas encontradas de interés, en implementaciones sostenibles e innovaciones tecnológicas exitosas.

Al final, si los patrones que surgen en la naturaleza existen como una forma de maximizar la eficiencia de la energía que fluye a través del mundo natural y utilizar mejor la energía disponible para las necesidades de las diferentes formas de vida, estos patrones podrían utilizarse de manera similar para aumentar el flujo de energía o disminuirlo en el ámbito humano. Numerosos modelos matemáticos ya nos permiten acercarnos con cierta facilidad a todas estas posibilidades.