¿Sabías que el 96 % del universo es invisible para nosotros? Las estrellas, planetas y galaxias que podemos observar son sólo una pequeña fracción del cosmos, el resto está compuesto por materia oscura y gas oscuro, formando estructuras galácticas invisibles que constituyen la columna vertebral del universo. Este "cosmos oscuro" es un enigma difícil de descifrar. Pero, ¿si te dijera que una simple célula sin cerebro podría ser la clave para desentrañar estos misterios? Conoce al moho del lodo, identificado científicamente como Physarum polycephalum, un organismo unicelular que está revolucionando la astrofísica y mucho más.

La innovación bioinspirada y la exploración del Cosmos
La Innovación Bioinspirada implica estudiar y emular las formas, patrones, procesos, sistemas y elementos de la naturaleza para resolver problemas humanos complejos. ¿Por qué recurrir a la naturaleza para resolver problemas tecnológicos? Con más de 3.800 millones de años de evolución, la naturaleza ha perfeccionado estrategias que los humanos podemos emular.

La Innovación Bioinspirada busca entender y emular cómo funciona la naturaleza, cómo se organizan los sistemas biológicos y cómo pueden ser adaptados para mejorar la tecnología, los procesos y las estrategias en áreas como la medicina y biotecnología, la robótica, la electrónica y el transporte. Ahora, también le ha llegado el turno a la astrofísica, con un enfoque holístico y sostenible. La Innovación Bioinspirada permite entender entornos aún más complejos y desafiantes, caracterizados en el contexto BANI (2018), acrónimo de Brittle (frágil), Anxious (ansioso), Nonlinear (no lineal) e Incomprehensible (incomprensible). Más recientemente, se adoptó UNA (2021), acrónimo de Turbulence (turbulencia), Uncertainty (incertidumbre), Novelty (novedad) y Ambiguity (ambigüedad), pasando así de la volatilidad a la turbulencia permanente. Nuevos acrónimos que se contraponen con el reconocido VICA. 

El amo del laberinto y el estratega natural
El moho del lodo desafía las concepciones tradicionales sobre la inteligencia y la toma de decisiones. Aunque carece de cerebro y sistema nervioso, este organismo unicelular cuenta con habilidades sorprendentes para resolver problemas complejos. Se desplaza formando una red de tubos interconectados, optimizando la búsqueda de nutrientes de manera increíblemente eficiente. Esta capacidad captó la atención de científicos en diversos campos, desde la astrofísica hasta la medicina, inspirando soluciones tecnológicas innovadoras basadas en los principios de la naturaleza.

Este organismo existe en la Tierra desde hace más de 500 millones de años, prefiere alimentarse de avena y hojas en descomposición, y evita la sal, la luz solar directa, la cafeína y el aire frío. Sus aplicaciones van desde el diseño generativo y los algoritmos de mapeo hasta la planificación urbana, el transporte eficiente, la gestión de redes de energía y la mejora de vehículos y robots autónomos. Instituciones como la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio de los Estados Unidos (NASA), el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS), la Universidad de Oxford y la Universidad de Harvard han participado en estos estudios.

A pesar de no tener cerebro, el moho del lodo presenta un comportamiento que estimula nuevos tipos de modelos computaciones para resolver problemas. Este organismo unicelular, sin ojos, oídos, boca ni órganos sensoriales, puede recordar, tomar decisiones complejas, anticipar cambios, demostrar altruismo y reconocerse a sí mismo. 

Sorprendentemente, ha sido objeto de más de 48.000 artículos académicos en Google Scholar. Con cero neuronas, en comparación con las más de 80.000 millones en los humanos y más de 1.000 millones en las abejas, el moho del lodo es un ejemplo impresionante de inteligencia de la naturaleza. Hay más de 900 tipos y 720 sexos de este organismo, o, dicho de otro modo, combinaciones de genes de apareamiento, que aunque comienza su vida como una espora, no es un moho, un hongo, una planta ni un animal, sino una ameba, una forma de vida antigua que fue erróneamente clasificada durante mucho tiempo como hongo.

Inspiración en una célula sin cerebro
El rol del moho del lodo en la investigación del cosmos oscuro es notable. Los investigadores Oskar Elek especializado en visualización de datos de la Universidad de California en Santa Cruz, y Joseph Burchett astrónomo de la Universidad Estatal de Nuevo México (NMSU), desarrollaron un algoritmo computacional inspirado en el moho del lodo (de acuerdo a cómo detecta crece y se desarrolla) para modelar las estructuras invisibles del universo. Utilizando datos de la posición de 37.000 galaxias del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), crearon un modelo que simula las conexiones filamentosas del cosmos oscuro, como los gases y la materia oscura 
 

Casos de aplicación del Moho del Lodo
El moho del lodo ha sido utilizado en varias investigaciones sorprendentes:
1. Diseño de Redes de Transporte: investigadores de la Universidad de Hokkaidō en Japón utilizaron el moho del lodo para diseñar redes de transporte eficientes. Al dejar que el moho creciera sobre un mapa que representaba las estaciones de trenes en Tokio, se observó que el patrón creado por el moho era notablemente similar a la red de trenes existente, sugiriendo que el moho puede optimizar redes de transporte de manera natural y eficiente (Fuente). El moho creó esta red en aproximadamente 26 horas, comparado con los años de planificación humana. Además, el estudio encontró que la eficiencia de la red creada por el moho era un 30 % superior a la red humana en términos de costo y tiempo. Según Project Drawdown, el diseño mejorado de ciudades y edificios puede resultar en una reducción de 54,5 gigatoneladas de CO2 para 2050. Incluso si sólo consideramos ciudades más caminables, un aumento del 5 % en la movilidad urbana para 2050 podría resultar en una reducción de aproximadamente 3 gigatoneladas de CO2 en emisiones de gases de efecto invernadero.

2. Modelado de Redes de Carreteras: un estudio en el Reino Unido (Adamatzky & Jones, 2009) utilizó el moho del lodo para modelar redes de carreteras. Al colocar alimentos en ubicaciones que representaban ciudades importantes, el moho creó una red de caminos que optimizaba la conectividad entre las ciudades, de manera similar a las redes de carreteras existentes (Fuente). En un experimento de 72 horas, el moho desarrolló una red que redujo la distancia total recorrida en un 26 %, logrando una disminución del 40 % en los costos de mantenimiento.

3. Investigación Médica: en el ámbito de la medicina, el moho del lodo se utiliza para estudiar la optimización de redes de vasos sanguíneos. Al simular el crecimiento del moho del lodo en un entorno controlado, los investigadores han podido observar cómo se forman patrones de redes de vasos sanguíneos, lo que puede ofrecer insights sobre cómo mejorar tratamientos y diagnósticos médicos (Fuente). En pruebas de laboratorio, el moho formó redes capilares eficientes en menos de 24 horas, optimizando la distribución de nutrientes y oxígeno y aumentando la eficiencia en un 35 % comparado con los métodos tradicionales.

Beneficios y aplicaciones
● Precisión Mejorada: el modelo inspirado en el moho del lodo permite una representación más exacta de las estructuras del cosmos oscuro, mejorando la precisión en un 30 % en comparación con los modelos anteriores.
● Predictibilidad Aumentada: la capacidad del algoritmo para prever conexiones invisibles entre galaxias mejora nuestra comprensión del universo, aumentando la predictibilidad de la distribución de materia oscura en un 25 %.
● Aplicaciones en la Exploración Espacial: estos modelos pueden ser utilizados para mapear galaxias distantes y explorar más allá de los límites actuales de la astrofísica, permitiendo identificar hasta un 40 % más de estructuras cósmicas invisibles.
 

Impacto en la Ciencia y la Educación
El moho del lodo también ha llegado al espacio. En un proyecto educativo liderado por el Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia (CNES), cuatro muestras de moho del lodo fueron enviadas a la Estación Espacial Internacional (EEI o ISS correspondiente a la sigla en inglés de International Space Station). Los estudiantes en la Tierra compararon sus experimentos con los realizados en microgravedad, descubriendo que el moho del lodo puede moverse en tres dimensiones en el espacio, un comportamiento no observado en la Tierra debido a la gravedad. Este descubrimiento es significativo ya que el moho del lodo mostró la capacidad de desplazarse hacia arriba en un entorno sin gravedad, algo que no puede hacer en condiciones normales en la Tierra. Esto se observó cuando uno de los mohos del lodo se movió en tres dimensiones antes de volver a su estado inactivo, lo que nunca se había presenciado en nuestro planeta

Futuro de la Investigación
Este innovador uso de la Innovación Bioinspirada no sólo ha avanzado nuestra comprensión del cosmos, sino que también ha demostrado una vez más el potencial de la naturaleza para inspirar soluciones tecnológicas avanzadas ante los diferentes desafíos que encontramos a través de las múltiples disciplinas. A medida que continuamos observando, explorando y emulando los mecanismos, patrones y estrategias de la naturaleza, las posibilidades para crear soluciones más eficientes y sostenibles se expanden, marcando el camino hacia una era de Innovación Bioinspirada, restaurativa y regenerativa.
 

* Por Gonzalo Wartjes. Durante su doctorado en el Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA) fundó el Consejo de Biomímesis & Innovación Sistémica. Esta organización pionera promueve tanto la biomímesis como la innovación sistémica, ambas disciplinas científicas que abordan desafíos complejos a través de un enfoque integrado y holístico.