Espirales de vida

Pocas figuras han fascinado tanto a los seres humanos como la espiral. Desde los tiempos más remotos se le han asociado las fuerzas naturales más poderosas. Para los celtas, la espiral era un símbolo importantísimo, de los más antiguos, y representaba al Sol. Las espirales también significaban para ellos el ciclo eterno de la vida que continuamente se renueva. Más cercano a nuestra época, el escritor Vladimir Nabokov dijo que “la espiral es un círculo espiritualizado”, y es que, por su carácter de aparente infinitud, las espirales evocan cierto sentimiento místico del que otras figuras carecen. El matemático Jakob Bernoulli hizo grabar en su lápida la imagen de una espiral y la siguiente inscripción: Eadem mutata resurgo (“aunque cambiada, resurgiré”). Pero lo interesante de esta historia es que las espirales no son una figura de invención humana, sino que aparecen de forma recurrente en la naturaleza: en el Reino Animal, en el Reino Vegetal, en la formación de tornados y tormentas, e incluso en las galaxias… ¡nuestra Vía Láctea es una enorme espiral!

La concha de un ammonites, el brote de un helecho, una tormenta, nuestra galaxia.

Espirales en la naturaleza: la concha de un ammonites, el brote de un helecho, una tormenta, nuestra galaxia.

Hoy vamos a mirar de cerca las espirales naturales más fáciles de observar: las que dan forma a la concha de los gasterópodos. La clase de los gasterópodos (Gastropoda) pertenece al filo de los moluscos (Mollusca) y contiene a todos los animales que comúnmente denominamos caracoles, caracolas de mar y babosas. La mayoría de ellos poseen una concha que fabrican a partir de secreciones de su propio cuerpo, aunque algunos la han perdido o reducido mucho a lo largo de la evolución. La función de estas conchas es principalmente de defensa contra las agresiones de los depredadores, pero también son esenciales como soporte mecánico para anclar los músculos y otros órganos o como aislamiento frente a las condiciones ambientales hostiles.

Gasterópdos. Una babosa, un caracol terrestre, una caracola marina y una "babosa de mar" (nudibranquio), son algunos ejemplos de la espectacular diversidad morfológica que existe en el orden Gastropoda.

Gasterópodos. Una babosa, un caracol terrestre, una caracola marina y una “babosa de mar” (nudibranquio), son algunos ejemplos de la espectacular diversidad morfológica que existe en el orden Gastropoda.

La forma en espiral de la concha es una característica común a todos los gasterópodos. Sea cual sea el medio en el que vivan y las condiciones que los rodeen, deben arreglárselas con una concha de este tipo. Como dijimos en “El pulgar del panda”, la evolución es una magnífica chapucera que avanza reutilizando y transformando los elementos de los que previamente dispone. Podemos pensar en esta forma espiral como una “restricción” o “constricción” histórica, que limita la disponibilidad de posibles morfologías de las conchas de los gasterópodos. O podemos preferir verla como una forma originaria, extraordinariamente flexible, que ha actuado como posibilitadora de la enorme variedad de morfologías  que observamos entre la diversidad de especies gasterópodas.

Diversidad de conchas en los gasterópodos marinos:

Diversidad de conchas en los gasterópodos marinos. De arriba abajo y de izquierda a derecha: Guildfordia yoka delicata, Murex pecten, Architectonica perspectiva, Tibia fusus fusus, Haliotis tuberculata, Conus marmoreus, Mirabilistrombus listeri.

David M. Raup desarrolló, en 1966, un modelo teórico en el que trató de representar la construcción de las distintas morfologías de concha variando los tres parámetros principales por los que se puede definir su forma. El resultado es el llamado morfoespacio teórico, en el que caben todas las morfologías teóricamente posibles, representado en la figura siguiente por un cubo. Sin embargo, las morfologías que realmente podemos encontrar en la naturaleza (morfoespacio real) ocupan solo las zonas sombreadas del cubo de la figura.

Morfoespacio teórico de posibles morfologías de concha (Raup, 1966). Las zonas sombreadas representan el morfoespacio real.

Morfoespacio teórico de posibles morfologías de concha (Raup, 1966). Las zonas sombreadas representan el morfoespacio real.

¿Por qué no ha sido ocupado todo el morfoespacio teórico? Es decir, ¿por qué en la naturaleza no encontramos todas las morfologías de concha posibles? La primera respuesta es que muchas de ellas no son realmente posibles: pueden imaginarse, pero no serían viables en la naturaleza, bien por ser físicamente imposibles de construir, bien por sus desproporcionadas desventajas biológicas. Aquí la selección juega un importante papel limitador. Por una parte, la “selección interna”, la que determina la coherencia mecánica de los organismos, el buen ajuste entre todas sus partes (ver Whyte, 1965). Por otra parte, la selección natural o “externa”, que elige, de entre todos los participantes en la competición por la vida, a los que exhiben un mejor funcionamiento en relación a las pruebas que se le van presentando. Algunos autores opinan que, simplemente, aún no se ha dado el tiempo suficiente en la filogenia de los gasterópodos para que se desarrollen todas las formas de concha teóricamente posibles.

Sea como sea, lo cierto es que entre los gasterópodos nos encontramos con una creatividad “conchil” desbordante. Estos animales han utilizado una única forma geométrica básica para inventar infinitas modalidades de concha.  De la unicidad y rigidez matemática de una espiral logarítmica, la evolución ha tomado lo que ha considerado útil y lo ha transformado en la inabarcable diversidad natural que observamos, si buscamos un poco, entre la arena húmeda de la playa donde habitan las caracolas marinas, los profundos fondos oceánicos que albergan a los grandes gasterópodos depredadores o las calles de la ciudad que pasean los caracoles cuando ha llovido y quieren sacar sus “cuernos” al sol.

Helix aspersa, el caracol común de jardín.

Helix aspersa, el caracol común de jardín.

Puedes ver aquí un vídeo cortito en el que se muestra la construcción de la concha del Nautilus en forma de espiral logarítmica y su relación con la secuencia de Fibonacci y el número áureo “phi”, además de otros ejemplos de matemáticas en la naturaleza (“Nature by numbers”, de Cristóbal Vila, con una preciosa banda sonora compuesta por Wim Mertens).

Así, la espiral es una forma que en la naturaleza adquiere su máxima diversidad y nos muestra sus increíbles posibilidades. Puede que la mayoría de personas ya no vea en ella un símbolo del ciclo de la vida o del Sol, pero la espiral es una forma que sigue viva a través de la existencia de  estos maravillosos animales.

Trisquel.

Trisquel. Símbolo celta formado por tres brazos en espiral unidos en un punto central; representa el movimiento de la vida en ciclos eternos.

Referencias bibliográficas:

Raup, D. M. (1966). Geometrical análisis of shell coiling: general problems. Journal of Palaeontology, 31, 35-52.

Whyte, L. L. (1965). Internal Factors in Evolution. George Braziller, New York.

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