Un estudo recente (The developmental basis of fingerprint pattern formation and variation. Cell, 186, Issue 5, 2023, 940-956.e20) mostra que as pegadas dixitais dos seres humanos fórmanse a partir dun patrón espazo-temporal común, que xorde debido a que as concentracións dos elementos químicos varían periodicamente no tempo, e a súa proverbial diversidade débese tanto á posición inicial do foco das ondas como a ínfimas particularidades anatómicas (é dicir, xeométricas). O traballo tivo bastante repercusión, mesmo en medios non especializados. No entanto, o enfoque do estudo non é, nin moito menos, novo, posto que este mecanismo está amplamente presente na natureza, sendo responsable dos deseños das peles de animais, do impulso nervioso, dos ritmos biolóxicos, de patróns de vento que se forman na area, de ondulaciones a escala atómica producidas durante o crecemento de cristais metálicos ou da distribución de materia nos discos galácticos. A pesar do enorme impacto e difusión destes sistemas espazo-temporais (ou oscilantes), a súa aceptación, desenvolvemento e modelización matemática foi unha tarefa complexa e repleta de anécdotas e importantes implicacións sociais e culturais.

A historia dos patróns espazo temporais comeza en 1958 cando o químico Boris Belousov (Moscova, 1893) descubriu que, nunha reacción química con dous distintos tipos de iones de Cerio, a mestura non alcanzaba un estado estacionario, senón que oscilaba. Isto notábase na alternancia sucesiva de dúas coloraciones características dos iones presentes. Esta foi a primeira vez que se observou unha reacción química oscilante. Isto produciu un gran rexeitamento, posto que se cría que violaban a segunda lei da termodinámica (un sistema non pode avanzar espontaneamente a un sistema máis ordenado, por exemplo, o leite no café non se concentrará por si mesma para refacer a pinga inicial). Con todo, os sistemas químicos oscilantes non violan o segundo principio da termodinámica, senón que simplemente mostran unha fluctuación local na entropía que é contrarrestada por un aumento global na entropía do sistema e a súa contorna. De feito, estes sistemas son altamente eficientes en termos termodinámicos, xa que utilizan a enerxía dispoñible de maneira óptima para manter a súa actividade oscilatoria.

Aos poucos anos o químico Anatol Zhabotinsky (Moscova, 1938), quen estaba a traballar sobre os procesos de oxidación nas células vivas, interesouse polo traballo de Belousov e descubriu que a reacción era en realidade un exemplo dunha reacción química non lineal, que podía oscilar de forma regular e predicible, sendo por fin recoñecida pola comunidade científica en 1961 co nome de reacción Belousov-Zhabothinsky.

Alan Turing (Londres, 1912) non era nin biólogo nin químico, senón un matemático cuxa vida foi realmente fascinante e chea de logros notables. Turing fixo contribucións fundamentais no campo da informática moderna e a intelixencia artificial. Durante a Segunda Guerra Mundial dirixiu un equipo que desenvolveu unha máquina que foi capaz de descifrar os códigos nazis utilizados pola máquina Enigma, o que se considera un factor crave na vitoria dos aliados. Con todo, tamén enfrontou a graves dificultades e desafíos na súa vida persoal, debido á súa homosexualidade, até o seu tráxico final. Alan Turing tamén estivo interesado nas reaccións oscilantes. En 1952, Turing publicou un artigo titulado "The Chemical Basis of Morphogenesis" no que propuña un modelo matemático para explicar como se forman os patróns nos organismos biolóxicos. Neste artigo, Turing argumentou que os patróns nos organismos biolóxicos poderían ser explicados pola interacción de dúas sustancias químicas que se difunden a través do espazo. Turing utilizou como exemplo a reacción oscilante de Belousov, que non se investigou a fondo nese momento. Propón un modelo teórico no que as sustancias químicas difúndense e reaccionan formando patróns. Era a primeira vez que se relacionaba o desenvolvemento e crecemento biolóxico con ecuacións matemáticas, é dicir, propón un modelo matemático que explica como a partir dun grupo de células iguais, xorden os debuxos na pel, os órganos e os seres vivos.

A partir dese momento, o número de científicos interesados nesta disciplina multiplicouse considerablemente, destacando algúns como: Conrad Waddington que se centrou en como os xenes e o ambiente interactúan para determinar a formación de patróns nos organismos, sentando as bases para a bioloxía do desenvolvemento moderna; Benoit Mandelbrot, pioneiro no estudo dos fractales, que tiveron aplicacións en campos a xeografía, a climatoloxía e a bioloxía; Stephen Wolfram coñecido polo seu traballo en sistemas complexos e a teoría da complexidade computacional, suxerindo que moitos patróns espaciais e temporais poden ser xerados por simples regras computacionales, o que tivo importantes aplicacións na intelixencia artificial e outras áreas.

En resumo, o descubrimento e modelización matemática dos patróns espaciais xorde do esforzo constante durante décadas de moitos científicos, e pon de manifesto o positivo e negativo dunha sociedade. Unha sociedade que descobre que a combinación de diferentes disciplinas científicas pode ser unha ferramenta poderosa para abordar problemas complexos, posto que, ao unir coñecementos e habilidades de diferentes áreas, podemos crear solucións innovadoras e efectivas que doutra maneira poderían pasar desapercibidas. Pero que tamén pode ser inxusta, intolerante e ingrata.