El entendimiento de fenómenos naturales demanda la interacción de especialistas en las distintas áreas del conocimiento científico. De esta manera, los fenómenos biológicos se han visto beneficiados por la diversidad de enfoques con los que se han estudiado. En particular, desde inicios y sobre todo desde mediados del siglo pasado, especialistas en Matemáticas, Física e Ingeniería han orientado sus intereses de investigación hacia problemas de la Biología. En consecuencia, las Biomatemáticas y la Biología Matemática han surgido como una transdiciplina, la primera, y una interdisciplina, la segunda, que capturan los elementos esenciales para el análisis óptimo y riguroso de fenómenos biológicos.

En particular, el estudio de los mecanismos que gobiernan los distintos tipos de autoorganización es de vital importancia para fenómenos en biología, química, física y otras áreas del conocimiento científico. Ejemplo de esto son los procesos morfogenéticos asociados al crecimiento y desarrollo de órganos como las raíces en plantas, en los que las interacciones entre familias de proteínas y hormonas, junto con la estructura física del medio donde las raíces crecen, son cruciales.

Hasta el momento se tienen identificados varios mecanismos que producen distintos tipos de estructuras autoorganizadas. Dichos mecanismos comprenden comportamientos dinámicos específicos, por ejemplo, de tipo onda viajera o de tipo “wave-pinning”; de igual manera, la formación de patrones extendidos y estructuras localizadas. Sin embargo, todavía no se cuenta con una teoría completa que incluya las consecuencias que distintos aspectos físicos y químicos pueden tener en dichos mecanismos y en las formas y estructuras que adquieren los organismos durante su desarrollo. Por ejemplo, la mayoría de los modelos que se han propuesto para estudiar distintos fenómenos de autoorganización, en particular en la biología, incluyen como elemento fundamental el transporte de sustancias a través de procesos difusivos que, usualmente, como consecuencia del tamaño de los agentes participantes o características isotrópicas del medio en cierta escala, son supuestos como interacciones locales. Sin embargo, debido a las heterogeneidades y características físicas presentes en algunos sistemas biológicos, como la existencia de membranas celulares y las condiciones usuales de hacinamiento dentro de células vivas, éstos procesos pueden ser de naturaleza anómala. Por ejemplo, modelos que describen la propagación de contaminantes en mantos acuíferos.

Debido a que los métodos y herramientas que son utilizadas en el estudio de fenómenos biológicos son ampliamente diversos; es decir, pertenecen a las áreas de los sistemas dinámicos, ecuaciones diferenciales, análisis numérico y asintótico entre otros. Como consecuencia, el área de Biomatemáticas que en el CCM se cultiva tiene el potencial de vinculación con no solamente con otras áreas de las matemáticas, sino también con otras áreas del conocimiendo científico.