miércoles, 4 de diciembre de 2013

Los números del mosquito


DIALOGO CON HERNAN SOLARI, FISICO, DEL GRUPO DE ESTUDIO DE MOSQUITOS, FCEN



Las matemáticas aplicadas a la biología del mosquito permiten medir las estadísticas y generar modelos sobre la maduración de las larvas, su desarrollo y el control de la población.



–Cuénteme qué hace.
–Yo soy físico de formación y trabajé en física durante quince años. Después me fui pasando a la matemática, de la matemática a la física aplicada, después hice matemática más en abstracto y terminé haciendo matemática aplicada a la biología. Y ahí empezó mi colaboración con el grupo de mosquitos.
–¿Cómo es la matemática aplicada a la biología? –Lo que nosotros tratamos de hacer es ver qué matemática demanda la propia biología. A veces ocurre que se demanda una matemática que todavía no ha sido explorada, por lo cual uno tiene que hacer desarrollos en algunas cosas y al mismo tiempo esa construcción va generando requerimientos sobre la biología. Una cosa con la que estamos trabajando ahora es medir las estadísticas de tiempos de maduración de las larvas del mosquito. Es algo que uno ve desde el modelo que es necesario, que es fundamental, que uno necesita saber y que sin modelo es algo con lo cual los biólogos parecen no poder sacar conclusiones. Entonces hay un ida y vuelta entre la biología y la matemática. Por ejemplo, uno puede calcular las posibilidades de que una población de mosquitos se extinga. Estamos en el borde de la zona de distribución del mosquito Aedes aegypti. Eso significa que el modelo no puede ser de tal modo que presuponga que no hay extinciones, o que las poblaciones son muy grandes, modelo que funcionaría muy bien en el trópico, por ejemplo, donde no hay problemas de extinciones. Cuando uno hace el modelo para la Capital Federal, resulta que hay zonas que quedan completamente libres de mosquitos, zonas que después en el verano son recolonizadas.
–¿Y entonces? –Esta despoblación y recolonización había sido intuida por los biólogos y ahora es reconfirmada por los modelos. Pero, como le decía, el modelo debe ser capaz de tratar extinciones. Esa era una de las limitaciones primeras que tuvimos. Después necesitamos describir el ciclo de vida del mosquito y saber que esto no es una cosa determinista, que hay muchas variables que no controlamos y que va a ser estocástico. El modelo es necesariamente estocástico, y por mucho tiempo no supimos los estadios que teníamos que describir ni con cuánta minuciosidad teníamos que describirlos. Hay cosas que dependen de la descripción de los estadios, hay cosas que no dependen de la descripción de los estadios, hay una dinámica entre la biología, la matemática y las preguntas que uno le va a hacer al modelo.
–¿Cómo es esa dinámica? ¿Cuáles son las preguntas? –Nosotros empezamos con una pregunta básica: quisimos saber cómo eran las poblaciones de mosquitos para, a partir de eso, poder predecir las epidemias de dengue en la zona de Buenos Aires, que es aquella para la que tenemos datos (aunque no es la zona más propensa al dengue del país). Para generar una dinámica de la población en un año normal, Buenos Aires tiene unas lluvias que son más o menos regulares, de modo que hasta podrían ignorarse. Con el perfil de las poblaciones, se pueden calcular las posibilidades de epidemia. Justo el año que hubo circulación de virus, de hecho hubo una sequía que fue la mayor en cincuenta años (en 2009). Uno de los pensamientos era que el mosquito necesitaba agua para desarrollarse, la sequía tendría que haber hecho que el mosquito no se desarrollase y, por lo tanto, que hubiera pocas posibilidades de circulación de dengue. Y sin embargo, el dengue circuló.
–¿Por qué? –Porque la población tiene muchísima capacidad de recuperación. Primero, porque aparecen fenómenos, que son de baja probabilidad, de huevos que eclosionan sin que caiga una lluvia (sea por intervención del hombre, sea porque las hembras ponen los huevos sobre el agua). Después, lo que hay es una recuperación muy pero muy rápida de la población de mosquitos después de la sequía. Vienen dos o tres lluvias regulares y la población se recupera como si no hubiera habido sequía. O sea que los efectos de la sequía no se extienden en el tiempo. Mientras hubo lluvia, la población se deprimió, pero luego se recupera rápido. La circulación que se vio del virus del dengue en la zona correspondía a ese momento posterior a las primeras lluvias. El efecto de la sequía no dura. Entonces, si queremos reproducir bien esa dinámica, tenemos que reproducir mucho mejor los mecanismos de eclosión inducidos por las lluvias. Y esto lleva a cambiar la forma en que uno está describiendo la eclosión y los estadios de desarrollo. Y ahí aparece otro factor, que es el de la comida.
–A ver... –Esta es una gran discusión que tenemos. Hay un cierto consenso en que siempre hay algo que limita las poblaciones. Si la población no está controlada por nada, va a tender a crecer al infinito. Es exponencial. Si el modelo es lineal, el crecimiento es exponencial.
–Entonces, ¿dónde están los controles de población? –Llegamos a la conclusión de que los controles aparecen en el estadio larval. El mosquito adulto no tiene demasiados problemas en encontrar comida: sorbe jugos de las plantas, azúcares, y las hembras precisan picar a los humanos para poner los huevos. El Aedes tiene preferencia por los humanos.
–¿Por qué? –No sabemos, se crió con el humano. Pican también animales, pero no los eligen si tienen la posibilidad de elegir. Le decía que en el estadio larval compiten entre ellos por la comida, aparentemente. Pero la impresión que tienen los biólogos es que la comida es demasiado abundante como para que estén compitiendo por ella. Entonces la manera de resolver esto fue hacer un experimento, darles distintas cantidades de comida y ver cuál era el efecto de esto sobre el desarrollo de las larvas. Algunas cosas se sabían, como que el tiempo medio que tardaban en desarrollarse iba a decrecer en la medida en que tuvieran menos comida y el tamaño iba a ser más chico, pero otras cosas como que el proceso se iba a dispersar en el tiempo no se sabían y es algo que ahora estamos viendo.
–¿Cómo que se iba a dispersar en el tiempo? –Lo que uno va a encontrar en los libros de biología es que los bichitos se desarrollan en lo que se llama “cortes”. Todos los huevos que eclosionaron al mismo tiempo se van desarrollando más o menos sincrónicamente y a los cinco días emergen los adultos. Eso pasa en la medida en que la comida es muy abundante. Cuando la comida no es abundante, no tardan cinco días, sino diez o veinte, pero se dispersan: alguno madura a los diez, otro a los quince, otro a los veinte. Está todo mucho más disperso, ya no es una cohorte homogénea. Y esto cambia mucho la cuestión.
–No hay mucho dengue en Buenos Aires, ¿no? –No, la verdad que no. Y no debería haber, porque se tienen que dar condiciones muy apropiadas que en la ciudad no se dan.