¿Alguna vez te has preguntado si las matemáticas son más que números en una pizarra? Imagina un mundo donde las ecuaciones matemáticas no solo resuelven problemas abstractos, sino que también descifran los secretos más profundos de la vida misma. En una colaboración sin precedentes, un equipo diverso de investigadores ha descubierto una conexión sorprendente entre la teoría de números, una de las formas más puras de matemáticas, y la genética evolutiva. Pero, ¿quién está detrás de este descubrimiento, cómo lo lograron y por qué es tan revolucionario? Sigue leyendo para descubrirlo.
El Equipo y el Método
Liderado por el matemático de la Universidad de Oxford, Ard Louis, el equipo de investigación no solo incluía matemáticos, sino también biólogos, genetistas y físicos. Este grupo interdisciplinario se embarcó en un viaje para entender cómo las mutaciones genéticas, esos pequeños errores que se deslizan en el genoma de un organismo con el tiempo, están relacionadas con las matemáticas puras.
La Teoría de Números: Más que Simples Enteros
Para aquellos que no están familiarizados, la teoría de números es una rama de las matemáticas que se ocupa de las propiedades y relaciones de los números, especialmente los enteros. Incluye operaciones aritméticas como multiplicación, sustracción, división y suma. Uno de los ejemplos más famosos de esta teoría es la secuencia de Fibonacci, donde cada número es la suma de los dos anteriores. Esta secuencia no es solo una curiosidad matemática; sus patrones se encuentran en todo, desde piñas hasta semillas de girasol.
La Conexión con la Genética Evolutiva
Entonces, ¿cómo se relacionan estas matemáticas abstractas con la genética? Louis y su equipo estaban particularmente interesados en las mutaciones, los errores genéticos que impulsan la evolución. Descubrieron que ciertas propiedades matemáticas en la teoría de números podrían aplicarse para entender cómo estas mutaciones ocurren y se propagan a lo largo del tiempo con lo que descubrieron una conexión profunda entre una función específica de la teoría de números y un aspecto clave de la genética: la robustez mutacional del fenotipo. Esta calidad se define como la probabilidad promedio de que una mutación puntual no cambie un fenotipo (una característica de un organismo).
Robustez Mutacional del Fenotipo
Muchas mutaciones genéticas son neutrales, lo que significa que pueden acumularse lentamente con el tiempo sin afectar la viabilidad del fenotipo. Estas mutaciones neutrales hacen que las secuencias del genoma cambien a una tasa constante con el tiempo. Debido a que esta tasa es conocida, los científicos pueden comparar la diferencia porcentual en la secuencia entre dos organismos e inferir cuándo vivió su último ancestro común.
La existencia de estas mutaciones neutrales plantea una pregunta importante: ¿qué fracción de las mutaciones en una secuencia son neutrales? Esta propiedad, llamada robustez mutacional del fenotipo, define la cantidad promedio de mutaciones que pueden ocurrir en todas las secuencias sin afectar el fenotipo.
La Función de Suma de Dígitos
El equipo demostró que la robustez máxima es proporcional al logaritmo de la fracción de todas las secuencias posibles que se asignan a un fenotipo, con una corrección que está dada por la función de suma de dígitos sk(n), definida como la suma de los dígitos de un número natural n en la base k.
¿Por Qué es Importante?
Este descubrimiento no es solo una curiosidad académica. Tiene implicaciones prácticas que podrían revolucionar nuestra comprensión de cómo funciona la evolución a nivel molecular. Podría incluso abrir nuevas vías para la investigación en medicina genómica, biología evolutiva y más allá.
