Tendencias21

Nuevo método para estudiar las leyes de los anillos de los árboles

Científicos españoles han deasarrollado un médoto que permite estudiar las leyes que rigen los procesos de crecimiento de interfases en la naturaleza, como los anillos de los árboles o los tumores, mediante redes complejas. Este tipo de procesos son como el que se produce, por ejemplo, al quemarse una hoja de papel de fumar. La interfase es la curva de contacto entre la superficie quemada y la parte intacta.

Nuevo método para estudiar las leyes de los anillos de los árboles

La revista Scientific Reports ha publicado recientemente un innovador trabajo, del que es coautor el profesor de la Universidad Politécnica de Madrid Juan Carlos Nuño, sobre las leyes que rigen los procesos de crecimiento de interfases en la naturaleza descritas mediante redes complejas.

La investigación —que realizó Nuño, profesor de Matemáticas de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes, junto a Antonio Brú y Manuel Fernández, de la Universidad Complutense de Madrid, y Elisa Alós, de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona— supone una profunda innovación en el conocimiento de las propiedades dinámicas de las interfases utilizando la teoría de redes complejas aplicadas a campos como las ciencias biológicas o sociales.

Según explica la nota de prensa de la UPM, recogida por el Instituto de la Ingeniería de España, muchos sistemas reales y diferentes fenómenos físicos se han descrito con éxito al considerarlos como redes complejas compuestas por gran número de elementos que interactúan. En esta larga lista podemos encontrar, por ejemplo, los sistemas biológicos y químicos, las redes neuronales, el metabolismo celular o las especies que interactúan, pero también internet y las redes sociales.

Sin embargo, la teoría de las redes complejas no se había aplicado hasta la fecha para describir el crecimiento de los tumores sólidos y el proceso de transformación (interfase) que se desarrolla entre el borde del tejido tumoral y el sano. Ya en trabajos previos del profesor Brú se describía el perímetro de este tipo de tumores como compatible con una dinámica regida por la lucha por el espacio que se genera durante la batalla entre las células cancerígenas y las células sanas.

En opinión de Nuño, el nuevo artículo revela que este descubrimiento, que en su momento dio lugar a cierta polémica, se va a poder corroborar mediante el método que se describe en este estudio.

Nuevo método para estudiar las leyes de los anillos de los árboles

Interfases

La metodología que se presenta en este trabajo abre toda una nueva línea de investigación en el estudio de la dinámica de interfases. Hay que resaltar que las interfases, bordes o fronteras, están presentes en todos los sistemas físicos que presentan dos o más fases.

El algoritmo de visibilidad, que ya se está aplicando con éxito para analizar series temporales, puede aplicarse al estudio de datos espaciales unidimensionales que cambian con el tiempo. Es esta una novedad importante. Además, como comentan los autores del artículo, esta aplicación puede provocar un avance en el conocimiento de las propiedades dinámicas de las redes complejas de enorme importancia en otros campos como las ciencias biológicas y sociales.

Una interfase se puede entender como una curva de separación entre dos estados que se mueve con el tiempo. En la naturaleza encontramos ejemplos que van desde la formación de estructuras moleculares hasta la aparición de frentes invasivos en ecosistemas, pasando por la propagación de fluidos a través de medios porosos, la formación de colonias celulares o tumores y el desarrollo de los anillos de los árboles.

“Por concretar y hacernos una idea, imaginemos un papel de fumar extendido que empieza a consumirse por uno de sus lados. A medida que el tiempo transcurre, se observa una clara separación entre el papel intacto y la parte que se ha ido quemando. La curva teórica que separa ambas partes forma la interfase. La forma de la curva también cambia a medida que se desplaza hacia el otro extremo quemando el papel. La manera en la que se produce este desplazamiento, así como los factores que intervienen en la modificación de la forma de la curva, son objeto de estudio de los físicos, tanto teóricos como experimentales”, explica Nuño.

Esta investigación, basada en los conocimientos obtenidos en los últimos años sobre redes complejas, va a permitir una nueva caracterización de las interfases dinámicas en todos los ámbitos en los que se presenten, asegura el profesor de la UPM. De hecho, según subraya, estos procesos se pueden entender como redes de visibilidad en evolución.

Los autores del trabajo consideran que con esta metodología se puede incluso estudiar la estructura de los anillos de los árboles con el objetivo de describir su formación y relación con las condiciones ambientales y climáticas que soportan. En su opinión, la aplicación del algoritmo de visibilidad a otros procesos físicos espaciales va a permitir clarificar algunas cuestiones de la teoría clásica no resueltas todavía.

Referencia bibliográfica:

A. Brú, E. Alós, J. C. Nuño & M. Fernández de Dios: Scaling in complex systems: a link between the dynamics of networks and growing interfaces. Scientific Reports (2014). DOI:10.1038/srep07550.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Descubren un helecho tropical que transforma sus hojas muertas en nuevas raíces 9 febrero, 2024
    Para sobrevivir en el suelo anegado y bajo en nutrientes del bosque de Quebrada Chorro, en el oeste de Panamá, una especie de helecho tropical arborescente reutiliza sus hojas muertas, convirtiéndolas en nuevas raíces. Los científicos descubrieron que el helecho reconfigura estas “hojas zombis”, invirtiendo el flujo de agua para atraer nutrientes de regreso a […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una extraña combinación de minerales en las muestras lunares de la misión Chang'e-5 de China 9 febrero, 2024
    Los minerales antiguos y nuevos identificados en las muestras lunares traídas por la misión Chang'e-5 de China están ayudando a los científicos a comprender mejor la historia de la Luna: ahora, los especialistas han descubierto más propiedades del sexto nuevo mineral lunar, llamado Changesite-(Y). Además, otros compuestos hallados, la seifertita y la stishovita, pueden coexistir […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los robots que atienden a pacientes llegan a los hospitales 9 febrero, 2024
    Robots diseñados para brindar comodidad a los pacientes de edad avanzada y aliviar su ansiedad, han sido probados con éxito en un hospital de París: saludan, responden a preguntas, comprenden conversaciones grupales y apoyan las tareas de enfermería.
    Redacción T21
  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21