Em 1952, Alan Turing publicou um estudo que descreveu matematicamente como os sistemas compostos de muitos organismos vivos podem formar matrizes ricas e diversas de padrões ordenados. Ele propôs que esta 'auto-organização' surge de instabilidades em sistemas não padronizados, que podem se formar à medida que diferentes espécies lutam por espaço e recursos. Até aqui, Contudo, pesquisadores têm lutado para reproduzir os padrões de Turing em condições de laboratório, levantando sérias dúvidas sobre sua aplicabilidade. Em um novo estudo publicado em EPJ B , pesquisadores liderados por Malbor Asllani da Universidade de Limerick, Irlanda, revisitaram a teoria de Turing para provar matematicamente como as instabilidades podem ocorrer por meio de reações simples, e em condições ambientais amplamente variadas.

Os resultados da equipe podem ajudar os biólogos a entender melhor as origens de muitas estruturas ordenadas na natureza, de manchas e listras em casacos de animais, a aglomerados de vegetação em ambientes áridos. No modelo original de Turing, ele introduziu duas espécies químicas difusas em diferentes pontos de um anel fechado de células. À medida que se difundem pelas células adjacentes, essas espécies "competiam" umas com as outras enquanto interagiam; eventualmente se organizando para formar padrões. Esta formação de padrão dependia do fato de que a simetria durante este processo poderia ser quebrada em diferentes graus, dependendo da relação entre as velocidades de difusão de cada espécie; um mecanismo agora denominado 'instabilidade de Turing'. Contudo, uma desvantagem significativa do mecanismo de Turing era que ele se baseava na suposição irreal de que muitos produtos químicos se difundem em ritmos diferentes.

Por meio de seus cálculos, A equipe de Asllani mostrou que em anéis de células suficientemente grandes, onde a assimetria de difusão faz com que ambas as espécies viajem na mesma direção, as instabilidades que geram padrões ordenados sempre surgirão - mesmo quando os produtos químicos concorrentes se difundem na mesma taxa. Uma vez formado, os padrões permanecerão estacionários, ou se propagam continuamente ao redor do anel como ondas. O resultado da equipe aborda uma das principais preocupações de Turing sobre sua própria teoria, e é um passo importante em nossa compreensão do impulso inato para que os sistemas vivos se organizem.