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Ciencia UANL Universidad Autónoma de Nuevo León rciencia@mail.uanl.mx ISSN (Versión impresa): 1405-9177 MÉXICO 2001 Joaquín Collado M. RESEÑA DE "EL MANANTIAL ESCONDIDO. UN ACERCAMIENTO A LA BIOLOGÍA TEÓRICA Y MATEMÁTICA" DE GERARDO HERNÁNDEZ Y JORGE X. VELASCO HERNÁNDEZ Ciencia UANL, enero-marzo, año/vol. IV, número 001 Universidad Autónoma de Nuevo León Monterrey, México pp. 92-94 mailto:rciencia@mail.uanl.mx http://www.redalyc.org/ CIENCIA UANL / VOL. IV, No. 1, ENERO-MARZO 200192 Biología, una ciencia antigua Gerardo Hernández y Jorge X. Velasco Hernández El manantial escondido. Un acerca- miento a la biología teórica y matemática FCE, México, 1999 Joaquín Collado M. En este libro, los autores dan una perspectiva moderna de lo que se ha ma similar a como se ha realizado en distintos libros sobre esta disciplina. Sin embargo, la diferencia está en que el estilo narrativo empleado hace que el estudiante sea capaz de captar y comprender en forma sorprendente- mente clara y amena cada uno de los temas tratados en la publicación. Co- mienzan cada sección con un breve recuento histórico sobre los orígenes y desarrollo de cada técnica, descri- biendo de modo sencillo, pero com- pleto, los fundamentos teóricos que la rigen. Estos fundamentos son apo- yados por una abundante cantidad de diagramas y figuras que ayudan a entender más claramente los princi- pios que se explican, los cuales, bien pueden servir también de material de apoyo didáctico a maestros y profe- sores. A su vez, se muestran fotogra- fías que permiten conocer el instru- mental existente y micrografías elec- trónicas que son resultado de las téc- nicas descritas. Aunque los autores se enfocan mayormente en las técnicas conven- cionales de microscopía electrónica de transmisión y de barrido para la ob- servación de la ultraestructura celu- lar, no dejan de mencionar las técni- cas especiales más utilizadas, como son la citoquímica, inmunolocaliza- ción, autorradiografía y análisis ele- mental por rayos-X. Asimismo, dedi- can un capítulo a otros tipos más con- temporáneos de microscopía, como son los microscopios de fuerza ató- mica y tunelamiento. En el último capítulo se describen los procedimien- tos convencionales y formulaciones químicas que no pueden faltar en este tipo de publicación. La lectura de este libro ayudará al investigador de hoy como formación introductoria a la microscopía electró- nica, lo cual le permitirá su utiliza- ción como herramienta y complemen- to en técnicas más complejas, como la citoquímica, inmunomarcaje ul- traestructural, hibridación in situ, autorradiografía y morfología tridimen- sional, así como su utilización para la confirmación de diagnósticos y ha- llazgos hechos con otras técnicas in- directas, tanto en sistemas experimen- tales como en el estudio de enferme- dades en humanos, animales y plan- tas en una forma bastante precisa y certera. denominado recientemente como Biomatemáticas, es decir, el uso de métodos matemáticos (dinámicos) para describir los fenómenos biológi- cos. El libro consta de Introducción, 10 capítulos, y un epílogo. Se asume por parte del lector una incipiente cultu- ra matemática, apenas un poco más que un curso de cálculo a nivel pre- paratoria, lo cual equivale al primer año de alguna carrera técnica, que pueden ser Ingeniería en cualesquiera de sus especialidades, Química, Fí- sica, Biología, Economía, etc. El lec- tor deberá entender qué es una ecua- ción diferencial ordinaria y su equi- valente discreto, una ecuación en di- ferencias, sin necesariamente requerir CIENCIA UANL / VOL. IV, No. 1, ENERO-MARZO 2001 93 métodos para su solución. Por ello es que este libro de divulgación re- sulta accessible para una gran canti- dad de personas sin un requisito matemático sofisticado. Del párrafo de la Introducción: “Si bien los cursos básicos de las mate- máticas forman parte del curriculum inicial de los biólogos, aparecen como un pegote, un adorno incómodo o un castigo. ¿Hay alguna razón para es- tudiar esta disciplina? Nuestra inten- ción en este libro es aportar elemen- tos para responder afirmativamente a esta pregunta.” Se puede deducir el objetivo del libro: notar la impor- tancia de los métodos matemáticos en el estudio de la Biología moder- na. Es opinión del revisor que la im- portancia de los métodos matemáti- cos no se limita únicamente a la Bio- logía, sino prácticamente a toda dis- ciplina del conocimiento humano; aunque, en este caso, la revisión la centraremos exclusivamente en la Biología. En cuanto al estilo del libro, es muy ameno. Los primeros tres capí- tulos establecen un marco básico de las relaciones matemáticas en Biolo- gía. El capítulo introductorio descri- be someramente las matemáticas como la principal herramienta para describir fenómenos dinámicos, las ecuaciones diferenciales. Los capítu- los II, III y el epílogo, se desarrollan como un diálogo ficticio entre dife- rentes personajes: un maestro de matemáticas y Sokal, Lamarck, Lacepede, Cuvier, Darwin; todos ellos biólogos prominentes. En los capítu- los II y III se resalta la importancia geométrica y de simetría en la for- mulación de los problemas que le in- teresan al biólogo, asimismo resalta la importancia de clasificar en Biolo- gía. En el capítulo IV se introduce las ecuaciones en diferencias para des- cribir el proceso de crecimiento de un conjunto de células. El capítulo V des- cribe un modelo de crecimiento poblacional también usando ecuacio- nes en diferencias lineales. El capí- tulo VI justifica la necesidad de tér- minos no lineales en la descripcion del modelo de crecimiento poblacional, ver7,8. También se subra- ya el importante hecho de que, aun en una ecuaciones en diferencias no lineal, puede aparecer caos median- te la bifurcacción sucesiva de puntos de equilibrio, ver8,9 para una intro- ducción mas clara. El capítulo VII des- cribe la dinámica de las epidemias, ahora con el uso de ecuaciones dife- renciales, y sugiere, sin llegar a pro- fundizar, el modelo SIR, siglas por las variables involucradas S-suscepti- bles, I-infecciosos y R-recuperados o muertos. El libro de Mazumdar6 es una excelente referencia para profun- dizar en este tema. Después los ca- pítulos VIII y IX aluden al problema de la pesca, capturas óptimas y eco- nomía del ramo. Para finalizar, tene- mos un breve capítulo X que trata sobre la interacción entre un hués- ped y uno de sus parásitos. Una fra- se que aparece en el epílogo parece redoblar su importancia ahora: “… La Matemática es mucho más que un lenguaje y una herramienta. Re- presenta una forma de ver el mundo. Descubrir, explorar, conjeturar con matemáticas sustentadas en un sóli- do y consistente marco de referencia biológico es como tratar de trabajar con un nuevo tipo de microscopio del que pueden brotar ideas, descu- brimientos y, por supuesto, rechazos de postulados y conceptos inadecua- dos… en fin, un manantial escondi- do.” La Biología, aun siendo una cien- cia tan antigua como la Física, no cuenta con el desarrollo de ésta; al- gunas de las razones de este relaivo atraso es que los biólogos no han de- sarrollado sus propios modelos ma- temáticos “ad hoc” a su problemáti- ca, no han desarrollado sus instru- mentos de medición y no han hecho de la Biología un verdadero campo interdisciplinario hasta ahora. Este li- bro es como abrir una nueva oportu- nidad a los biólogos para que, en primera instancia, adapten los cono- cimientos de los sistemas no-linea- les a su campo y, posteriormente, de- sarrollen sus propias herramientas re- queridas por sus problemas. Como último objetivo de esta matematiza- ción de la Biologia está el descubrir y/o desarrollar las “leyes fundamen- CIENCIA UANL / VOL. IV, No. 1, ENERO-MARZO 200194 tales” que sustentan a la Biología, es decir “las Leyes de Newton de la Bio- logía”. Por supuesto ha habido inten- tos importantes al respecto, cabe mencionar a Volterra-Lotka con su modelo de especies encompetencia (Prey-Predator Models) o los mode- los de “Kermack y McKendrik” de pre- dicción en la propagación de epide- mias. Resumiendo: es un libro muy in- teresante, bien escrito y de un estilo muy accesible. El presente revisor lo recomienda altamente. Tal vez la úni- ca crítica sea que, por tratarse de un libro introductorio, le falta proyección para posteriores estudios, es decir, una bibliografía para continuar este estudio más profundamente. A con- tinuación se propone el siguiente complemento bibliográfico para su ulterior consulta. Bibliografía complementaria 1. J. Bronzino, S. Blanchard and Joseph Bronzino. Introduction to Biomedical Engineering. Har- court Brace College Publising, 2000. Visión global de Bioinge- niería, desde el punto de vista de Ingenieria y también desde el punto de vista de la Biología. 2. A. R. Damasio. Descartes, Error: Emotion, Reason and the Human Brain. Morrow, William & Co., 1995. Existe una traduc- ción al español. 2’. A.R. Damasio. El error de Des- cartes: La razón de las emocio- nes. Andrés Bello, 1996. Fabu- loso libro, que aun cuando no tiene casi nada de relaciones matemáticas, presenta una idea importante en disciplinas como Psicología y Fisiología; urge una matematización de las conclu- siones propuestas, que se pue- den resumir como: “Las mismas estructuras cerebrales regulan la Biología Humana y el Compor- tamiento del individuo, ambas son indispensables en el proce- so cognoscitivo normal”. 3. J. Keener and J. Sneyd. Math- ematical Physiology. Interdisci- plinary Applied Mathematics, vol. 8. Springer-Verlag, 1998. Este libro es altamente sofisticado, bastante más que el libro en revisión, pero es el nivel que tendrán las ciencias biomédicas en un futuro, esperemos que no muy lejano. 4. M.C.K. Khoo. Physiological Con- trol Systems: Analysis, Simulation and Estimation. IEEE Press, 1999. Este libro trata prin- cipalmente de la aplicación de técnicas bien establecidas de control automático en problemas de Fisiologia. 5. E.R. Lewis and W. Goldsmith. Introduction to Bioengineering. Oxford University Press, 2000. Curso de Bioingeniería, desde el punto de visto de las escuelas de ingeniería, énfasis en instru- mentación, sensores, etc. 6. J. Mazumdar. An Introduction to Mathematical Physiology and Biology. Cambridge University Press, 1999. Un libro ligeramen- te más avanzado que el libro bajo revisión, probablemente la si- guiente lectura después de El manantial escondido. 7. J.M. Murray. Mathematical Biology. 2nd Ed. Springer-Verlag, 1993. Curso de Biomatemática, desde el punto de vista de una escuela de Ciencias. 8. S.H. Strogatz. Nonlinear Dynam- ics and Chaos: With Applications in Physics, Biology, Chemistry and Engineering. Perseus Pub- lishing, 1994. Excelente introducción a los sistemas no- lineales con aplicaciones gen- erales. 9. S. Sastry. Nonlinear Systems: Analysis, Stability and Control. Springer-Verlag, 1999. Otro ex- celente libro de sistemas no-li- neales, pero con fuerte énfasis en sistemas de control. Las referencias [1], [5] y [7], son los libros para un curso universitario sobre el tema, mientras que las refe- rencias [8]-[9] lo son para sistemas no-lineales.
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