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Historia De La BiologíA
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Historia De La BiologíA

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  • 1. Biol. Rosalba Amaya Luna HISTORIA DE LA BIOLOGÍA1 LOS FUNDADORES Pero antes del sabio de Estatuirá, otros griegos hicieron contribuciones esenciales. Empédocles Nacen las ciencias de la vida (495-435 a.C.), famoso por su teoría de los cuatro elementos -tierra, aire, agua y fuego- que componen Los pueblos de la antigüedad manejaban un todas las cosas de la naturaleza, se mostró como un considerable bagaje de conocimientos prácticos precursor lejano del darwinismo al postular la sobre sobre los seres vivos basados en la observación de vivencia de los organismos más aptos y apuntar que la naturaleza. Conocían, entre otras muchas cosas, el azar es el gran hacedor del mundo vivo. Demo los ciclos de las cosechas, el peligro de la criíto (460-370 a.C.), que clasificó a los animales en salinización de las aguas, el parecido entre padres e dos categorías -los que tienen sangre (los hijos, la domesticación de animales y el poder vertebrados) y los que no la tienen (los curativo de ciertas hierbas. Tenían un sinfín de invertebrados)-, desarrolló una teoría de la herencia saberse empíricos sobre las plantas, los animales, el que sería refutada siglos después: la semilla de los organismo humano y sus enfermedades. Pero no fue seres vivos está formada por una especie de hasta la época de la Grecia clásica cuando surgió el micropartículas que reproducen en miniatura las germen de las ciencias de la vida, en forma de unas distintas partes del organismo y emigran después primitivas zoología, botánica, antropología y hacia los órganos reproductores. medicina. La gran aportación de los griegos fue la investigación de la naturaleza buscando las leyes ocultas que explicaran los fenómenos naturales. Esta indagación de' las causas, unida al desarrollo de la capacidad de abstracción, hizo surgir un tipo de pensamiento -la búsqueda de categorías intelectuales abstractas- y un método de estudio -el método científico- que es propio y característico de eso que llamamos ciencia desde la Grecia clásica. Fruto de la observación y de la abstracción, los sabios heléenos plantearon numerosas preguntas, hipótesis y teorías científicas sobre la vida y los seres vivos, muchas de las cuales siguen vigentes o se han reformulado. Aristóteles (384-322 a.C.), el gran clasificador de la naturaleza en la antigüedad y el primer gran enciclopedista, pasa por ser el padre de la biología por su intento de analizar y ordenar todos los fenómenos de la vida humana y de la naturaleza. Aunque fueron muy diversas sus aportaciones a la biología, muchas de ellas surgidas Las ideas del médico Galeno y el filósofo de observaciones en sus famosos jardines, destacan Aristóteles permearon la ciencia por varios sobre todo sus escritos de zoología -Partes de los siglos, induciendo a explicaciones mágicas de animales, Generaciones de los animales y los fenómenos corporales, como se aprecia Movimientos de los animales-, cuyas enseñanzas en la lámina, en la que se explica la continuaron vigentes hasta el Renacimiento. enfermedad por medio del Zodiaco. El azar como motor del mundo vivo 1 Tomado de: Casino, G. Historia de la Biología en Manual de Actividades de Aprendizaje II Biología IV, 2007, México 1
  • 2. Biol. Rosalba Amaya Luna obra de la naturaleza", escribía el poeta-naturalista latino. "Es precisamente (...) mediante el azar de los Esta idea fue adoptada más tarde por Aristóteles y encuentros, como los elementos de las cosas, se mantendrá durante muchos siglos. En su tarea de después de haberse unido de mil modos diferentes, experimentador, el Estagirita sigue día a día la desordenadamente, sin resultado ni éxito, evolución del embrión de pollo y observa sus consiguen finalmente formar estas combinaciones analogías con el embrión humano, y así va dando que, una vez reunidas, debían constituir para pasos importantes en la historia natural al siempre los orígenes de estos grandes objetos: la corroborar las semejanzas de estructura que hay tierra, el mar, el cielo y las especies vivas". entre las especies de un mismo género y las analogías funcionales entre géneros diferentes. Y El grecolatino Galeno (129-200) fue el último gran aunque trató de concretar nociones fundamentales representante de la biología y la medicina de la como las de género y especie (creadas por el antigüedad. Médico de gladiadores primero y teólogo y naturalista británico John Rayen el siglo aristócratas y emperadores después, su sistema XVII), su clasificación adolece de imprecisiones científico, levantado sobre la base de la filosofía por la falta de una nomenclatura técnica como la aristotélica y la tradición hipocrática, abarca todas que propondrá Linneo en el siglo XVIII. las disciplinas de la medicina y estará vigente durante más de trece siglos, hasta bien entrada la En paralelo a la historia natural, la otra gran Edad Moderna. corriente de la biología, la fisiología o medicina científica, también se originó en la Grecia clásica La Edad Media es considerada por los historiadores Hipócrates de Cos (460-375 a.C.), considerado el de la biología como una travesía del desierto. Hasta padre de la medicina, es fundador de una escuela el Renacimiento no se hace prácticamente ninguna que elaboró a lo largo de varios siglos el famoso aportación significativa, cuando irrumpen los Corpus Hippocraticum, un impresionante conjunto geniales humanistas de la época para recuperar y de 53 escritos en el que se reúnen los saberes de las superar el legado griego. En ciencias naturales distintas doctrinas fisiológicas y que mantuvo su destaca entre ellos Leonardo da Vinci (1452-1519), vigencia durante muchos siglos. La escuela que se convierte en el iniciador de disciplinas como hipocrática formuló la teoría de la patología la paleontología -señaló a. los fósiles como la humoral sobre la base de los cuatro humores del prueba de las transformaciones de la Tierra y los organismo -bilis negra, bilis amarilla, sangre y seres vivos- y la anatomía comparada. También flema-, una reformulación de los cuatro elementos hizo aportaciones en zoología general, botánica y de Empédocles. Además hizo aportaciones básicas fisiología, aunque sus escritos pasaron inadvertidos sobre la influencia de la dieta en la salud, las en la época. epidemias, las enfermedades y su pronóstico. Un poeta anticipa el evolucionismo La antigua Roma no hizo grandes contribuciones a la biología. Plinio el Viejo (23-79) escribió una magna obra, la Historia naturalis, una especie de enciclopedia del saber de la época, pero que contiene pocas observaciones propias, como, por ejemplo, cuando hace notar que el cisne al morir no canta, contra la opinión generalizada de la época. La obra más importante escrita por un naturalista de la antigüedad romana fue quizá la de un poeta, Lucrecio (98-55 a.C.), quien teoriza sobre el azar como cimiento del edificio de la vida y que puede Durante la Edad Media, la ciencia no tuvo ser considerado como un precursor lejano de la grandes avances y la explicación de muchos fenómenos biológicos radicaba en los argumentos genética y el evolucionismo. "Este mundo es la religiosos. 2
  • 3. Biol. Rosalba Amaya Luna Miguel Servet, mártir de la ciencia continuidad. Todavía no había nacido la moderna biología. El progreso de las ciencias naturales se basa todavía en la observación atenta del mundo visible PASO A LA ENCICLOPEDIA y no abundan los grandes hallazgos. La circulación de la sangre no se descubre hasta 1628, cuando el La tarea de inventariar y nombrar los objetos de médico inglés William Harvey (1578-1657) este mundo iniciada por Aristóteles y proseguida observa que el fluido rojo se trasvasa de las arterias durante dos milenios no culmina, en cuanto a la a las venas para regresar al corazón, que es la metodología, hasta mediados del siglo XVIII. El bomba que impulsa la sangre mediante sus latidos médico y naturalista sueco Carl von Linneo (1707 en un circuito cerrado. En el siglo anterior, el -1778) encuentra por fin unos principios teólogo y médico español Miguel Servet (1511- universalmente válidos para clasificar las 1553), que fue quemado en la hoguera por múltiples formas de vida animal y vegetal. Su polemizar con el reformista cristiano Calvino, nomenclatura binaria o binomial -género y especie había descubierto la circulación pulmonar de la en latín- constituye, con ligeras modificaciones, la sangre. En el plano teórico, sin embargo, se base de la denominación biológica actual. producen dos hechos trascendentales para el progreso científico: Francis Bacon (1561-1626) sienta hacia 1620 las bases del método inductivo y René Descartes (1556-1650) lo amplía y comple- menta con el método deductivo en 1637. El descubrimiento del microscopio y de un mundo invisible hasta entonces abrió paso a la biología moderna. Aunque el inventor del microscopio fue más bien el óptico Zacharias Jansen en 1590, el holandés Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) se dedicó a observar bajo la lente de aumento toda materia viva que caía en sus manos y revelar así el alucinante mundo microscópico. Con su microscopio simple de 250 aumentos descubrió los glóbulos de la sangre (1675), las bacterias (1683) y los espermatozoides (1679), unas minúsculas Hasta el enciclopedismo, los museos, las antiguas boticas y las colecciones naturales consistían en criaturas vivas que se mueven y nadan en todos los una acumulación desordenada de los más sentidos. Ese último año escribe una carta al variados objetos. médico y secretario de la Royal Society, Nehemia Grew (1641-1712), en la que le dice: "No existen El éxito internacional de la clasificación de Linneo, tantos hombres en la superficie del globo como que agrupa los seres vivos en cinto categorías animáculos en la lechada de un solo macho". jerarquizadas (reino, clase, orden, género y especie), se debió a su relativa simplicidad, a su estabilidad y En el siglo XVII "se van precisando las dos a la posibilidad de ampliación para inventariar los corrientes que surgen en el estudio de los seres nuevos descubrimientos que se fueran produciendo. vivos: la fisiología, derivada de la medicina, y la Aunque no contemplaba ni mucho menos todas las historia natural, relacionada con el inventario de los especies (todavía hoy no se conocen todas), esta objetos de este mundo", según el premio Nobel clasificación permitía incluir cualquier objeto François Jacob en su libro La lógica de lo viviente. natural. En ella, el ser humano aparecía en el orden Pero como también hace notar el científico francés, de los primates, con los antropoides, los simios "hasta finales del siglo XVIII no existe una frontera inferiores, los lémures y los murciélagos. claramente definida entre los seres vivos y las cosas". Y es que hasta el Siglo de las Luces lo vivo Ordenar es conocer y toda clasificación implica un se prolongaba en lo inanimado sin solución de conocimiento. La de Linneo recogía la división de 3
  • 4. Biol. Rosalba Amaya Luna los objetos naturales en tres reinos bien órgano con la función, comparar el mismo órgano diferenciados: animal, vegetal y mineral. Aunque el en distintas especies animales o los diferentes naturalista sueco afirmaba que "contamos con tantas órganos en una misma especie. Ya no basta con especies como formas creadas hubo en el principio", estudiar la pata del caballo: hay que confrontarla en el siglo de la Enciclopedia ya se empieza a con la pierna humana para estudiar sus analogías concebir la idea de una dinámica evolutiva en los de forma y función ó comparar el cerebro y el grandes reinos de la naturaleza. "El reino vegetal aparato auditivo de los peces con los del ser podría ser y haber sido la fuente primera del reino humano o estudiar los paralelismos entre las animal y haber tenido su origen en el reino mineral diferentes especies de carnívoros, entre sus y éste a su vez emanar de la materia universal dentaduras, sus músculos, sus dedos, sus heterogénea", escribió el enciclopedista Denis estómagos o sus mandíbulas. Diderot (1713-1784). Detrás de la diversidad de formas empieza a De seres vivos a seres organizados descubrirse una semejanza funcional. Como la que hay, más allá de sus diferencias anatómicas, entre Pero los seres vivos se diferencian de las cosas por una pata y un ala o entre un pulmón y una branquia su organización interna, una propiedad que alude a o entre un testículo y un ovario. Para analizar los las estructuras elementales de vegetales y animales seres vivos y compararlos se hace preciso que les permiten realizar sus funciones vitales. En distribuirlos en torno a sus funciones principales, la segunda mitad del XVIII se emplea ya el como la circulatoria, la respiratoria, la digestiva o término de "seres organizados" para referirse a los la reproductora. seres vivos. Con el inventario más o menos solucionado, lo que interesa ahora a los naturalistas El nuevo paradigma de la organización va a hacer es la composición elemental de los seres vivos. El saltar por los aires la tradicional división de los auge del estudio de su arquitectura interna y oculta cuerpos naturales en tres reinos. El mineral o de las es lo que va a propiciar el salto de la historia cosas estaba hasta entonces a un mismo nivel que el natural a la biología. animal y el vegetal y, en cierto sentido, justificaba las transiciones observadas entre el reino mineral y el vegetal o entre el vegetal y el animal. Pero a finales del siglo XVIII se empieza a hablar de una vez y para siempre de dos reinos naturales: el inorgánico o no viviente y el orgánico, que es el que come, respira y se reproduce; el que nace y, antes o después, muere. Por primera vez en la historia, los seres vivos se diferencian y separan definitivamente de las cosas. Con esta radical división entre lo orgánico y lo inorgánico va tomando cuerpo una nueva ciencia cuyo objeto de estudio ya no son los animales o los vegetales por separado si no el ser vivo en su conjunto, dotado de ciertas características peculiares de organización que le dan las propiedades de la vida. A principios del siglo XIX, casi El viajero y naturalista Alexander von simultáneamente, Jean-Baptiste Lamarck (1744- Humboldt fue uno de los primeros en 1829), Gottfried Treviranus (1776-1837) y otros aprovechar el sistema de clasificación de Linneo. científicos comienzan a utilizar el término biología para designar esta ciencia. "Todo lo que Así, en el tramo final del siglo XVIII, la anatomía generalmente es común a vegetales y animales, así no se limita ya a describir cada órgano de forma como todas las facultades que son propias de cada independiente. Lo que se busca es relacionar el uno de esos seres sin excepción, deben constituir el 4
  • 5. Biol. Rosalba Amaya Luna único y vasto objeto de la biología: porque los dos semejanza funcional debe responder a una unidad tipos de seres que acabo de citar son esencialmente de estructura. En la búsqueda de ese punto de cuerpos vivos, y son los únicos seres de esta encuentro, descubren los diferentes tejidos con los naturaleza que existen sobre nuestro globo", escribe que están hechos los órganos. Pero éstos y sus fibras Lamarck. La nueva ciencia, tal y como fue son el último elemento que se puede analizar con denominada y definida por Lamarck, irá tijeras y escalpelo. Se plantea entonces la existencia desplazando a la tradicional y vaga expresión de teórica de unidades vivas más elementales, un nexo historia natural y a la demasiado amplia de ciencias de unión entre los seres vivos complejos y los más naturales. La biología tiene ya un objetivo claro y a simples. lo largo del siglo irá perfilando sus métodos, técnicas y conceptos. "Más allá de las diferencias La visión de los tejidos al microscopio, mejorada de forma, de propiedades y de hábitat, se trata de por el empleo de lentes acromáticas, pone al descubrir los caracteres comunes a los seres vivos y descubierto la célula, la unidad morfológica y dar contenido a la palabra vida", escribe François fisiológica de la vida y el gran concepto que viene a Jacob en su libro La lógica de lo viviente. llenar de contenido a la biología. Estas celdillas, que son la expresión mínima de la vida autónoma, están Una de las características de la vida es que siempre presentes tanto en las plantas como en los animales se produce al abrigo de los elementos exteriores. y son por lo general microscópicas. Aunque ya Como observa el poeta alemán, que también era habían sido vistas al microscopio en el siglo XVII y científico, Johann Wolfgang Goethe (1749-1832) Robert Hooke (1635-1703) había acuñado el "Que esa protección adopte la forma de piel, de término célula, es ahora, a la luz de la nueva corteza o de concha, poco importa; todo lo que tiene biología, cuando adquieren sentido funcional y se vida, todo lo que actúa como dotado de vida, está manifiestan como el elemento fundamental de la provisto de una protección". microorganización de los seres vivos. El interés por los elementos comunes de los seres La célula nace, se nutre, crece, se reproduce y vivos pone de actualidad el viejo concepto muere. Es, por tanto, un ser vivo. Según la teoría aristotélico de la analogía, que alude a las celular, un organismo complejo es entonces un ser semejanzas no de forma sino de localización o de multicelular, una colección de células, como función. Las extremidades delanteras, por ejemplo, generalizan Matthias Schleiden (1804-1881) para pueden servir para correr, nadar, volar o saltar; las plantas y Theodor Schwann (1810-1882) para pueden permitir frotar, escarbar, atacar, trepar o los animales. La diversidad celular observada en los manipular, como es el caso del ser humano, donde seres vivos parece responder a un reparto de tareas y además son el principal órgano del tacto y un una división del trabajo. A partir de ahora, la bio- medio eficaz para desarrollar la inteligencia. logía se va a dedicar a estudiar las distintas células, sus funciones y su composición. El valor de la anatomía comparada El tiempo empieza a jugar un papel en la biología a Hilando más fino, los biólogos distinguen dos partir del siglo XVIII. Hasta entonces se creía que términos: homología, con el que se refieren a los los seres vivos eran siempre idénticos a sí mismos, órganos con similar posición y estructura entre las que las especies permanecían invariables a través de especies, como, por ejemplo, el ala y la pata, y las generaciones y que los nuevos individuos analogía, con el que aluden a los órganos que, a estaban preformados en sus sucesivos antepasados, pesar de su distinta forma y emplazamiento, como si la vida se engendrara gracias a una desempeñan una función similar, como es el caso monstruosa colección de muñecas rusas. El del hígado, la gran víscera digestiva de vertebrados, nacimiento de cada nuevo ser era un acontecimiento moluscos y crustáceos. La anatomía comparada se único y una creación independiente de las otras, convierte así en una herramienta esencial de la como la de una obra de arte. En cambio, la nueva biología. idea de reproducción concede a los seres vivos un pasado y a cada individuo un lugar concreto en la Los estudiosos empiezan a sospechar que esta cadena temporal que sigue hacia atrás con los 5
  • 6. Biol. Rosalba Amaya Luna padres y adelante con los hijos. "No resulta El origen del pensamiento "transformista" hay que exagerado afirmar que hasta el siglo XVIII los seres anotarlo en el haber del Siglo de las Luces. Al vivos no tienen historia", dice el biólogo francés "fijismo" o inalterabilidad de las especies, François Jacob. personificado por uno de los biólogos más eminentes de la época, Carl von Linneo (1707 - Por esa época se plantea por primera vez que la 1778},.se empieza a oponer una corriente Tierra no es un planeta que ha permanecido estático evolucionista que va contando con más y más desde la creación, sino que ha sufrido una serie de militantes, como Benoit de Maillet (1656-1738), el catástrofes que modificaron su superficie y sus conde de Buffon, Denis Diderot (1713-1784) o climas. En su Teoría de la Tierra, el naturalista Charles Bonnet (1720-1793). francés conde de Buffon (1707-1788), atribuye a nuestro planeta una antigüedad de 74,000 años - "El pequeño gusano imperceptible que se mueve en frente a los 6,000 años establecidos por la Iglesia a el fango quizá se encamine hacia el estado de partir de los datos proporcionados por la Biblia-, animal superior; el animal enorme, que no espanta durante los cuales han ocurrido "diluvios por su tamaño, quizá se encamine hacia el estado de universales" y otros cataclismos que necesariamente gusano, y quizá sea una producción particular y tuvieron que afectar a los seres vivos, como momentánea de este planeta”, escribe el atestiguan los fósiles. La agitada historia de la enciclopedista Diderot, que actuó como un Tierra hace que la inmovilidad y la rigidez del iluminador de la vanguardia científica en su época. mundo vivo empiece también a tambalearse. Desde mediados del siglo XVIII se manifiesta una Los adelantados de la Enciclopedia nueva actitud en los escritos de biología: se puede pasar de una forma a otra; hay especies que se han ¿Por qué hay tantas clases diferentes de seres vivos? extinguido y no han dejado más que huellas ¿Qué significado tienen los fósiles? ¿Las especies difíciles de identificar y descifrar; nadie puede extinguidas son antepasadas de las actuales? asegurar que las plantas y los animales que viven ¿Tienen alguna relación de parentesco el ser actualmente se hayan estabilizado para siempre y humano y el mono? Estas y otras preguntas ya se no vayan a evolucionar en el futuro... empiezan a formular con una mezcla de excitación e inquietud a mediados del siglo XVIII, todavía un La lenta evolución del evolucionismo siglo antes de que Charles Darwin (1809-1882) divulgara su famosa teoría sobre la evolución en Las ideas evolucionistas fueron desarrollándose y 1859. arraigando durante la segunda mitad del XVIII, y hasta el creacionista Linneo, maravillado ante ciertas plantas insólitas, entrevé la posibilidad de una transmutación de las especies por una suerte de hibridación contra natura. Sin embargo, hasta el siglo XIX no se empezó a concretar y aplicar el concepto de evolución, aunque la teoría que sostiene que todos los seres vivos fueron creados tal y como pueden contemplarse seguía teniendo plena vigencia. El francés Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829), además de crear un nuevo sistema de clasificación zoológica con los grandes grupos de vertebrados e invertebrados, fue el más firme impulsor de la idea de la escala gradual y de la transformación de las especies en el decurso de El Siglo de las Luces iluminó el despertar de un la historia de la Tierra. Lamarck propuso que la pensamiento “transformista” que se oponía al causa de esta evolución era la variación de las “fijismo” entonces vigente. El conde de Bufón condiciones y exigencias de la vida, visión defendió por primera vez la idea de una Tierra conocida por lamarckismo. en constante cambio. Y Jean Baptiste de Lamarck (arriba) argumentó que las especies cambian debido a variaciones de las 6 condiciones ambientales.
  • 7. Biol. Rosalba Amaya Luna El gran mérito de Lamarck fue elaborar una polémicas e incomprendidas. Sin embargo, la idea teoría general del evolucionismo que conectaba el de la selección natural para explicar la evolución es conjunto de los seres vivos en una historia común e bien sencilla. Tal y como la expuso su autor, se iba más allá del simple mutacionismo del siglo apoya en cuatro conceptos fundamentales: la XVIII. Con ella, el biólogo francés trata de capacidad de reproducción como rasgo que define a explicar las transformaciones de los seres y el una especie, la adaptación y los efectos del mundo vivo en su evolución constante desde los ambiente sobre las especies, la variación entre los organismos más simples hasta los más complejos, individuos de una especie y la transmisión de estas a través de dos leyes básicas. La primera de ellas variaciones por medio de la herencia. dice que el desarrollo o la atrofia de un órgano depende de su mayor o menor utilización; la segunda enuncia su famosa tesis de la herencia de los caracteres adquiridos. La fusión de ambas leyes conduce a la simplificada conclusión de que la función crea el órgano. Para corroborar estas leyes, Lamarck ponía un sinfín de ejemplos del mundo animal. Como el del "topo que, por sus costumbres, hace muy poco uso de la vista", por lo que sólo tendría "ojos muy pequeños y apenas aparentes porque ejercita muy poco este órgano" o el de la jirafa, que vive "en los lugares donde la tierra, casi siempre árida y sin hierba, obliga a este animal a comer las hojas de los árboles y a esforzarse continuamente por alcanzarlas", lo que ha hecho "que su cuello se Las investigaciones realizadas por Charles haya alargado de tal modo (...) que llega a alcanzar Darwin cuando participó en la expedición del seis metros de altura". capitán Fitzroy a bordo del Beagle, quedaron reflejadas en sus notas de viaje, publicadas En 1859 llega la obra de Darwin entre 1840 y 1843. Fruto de aquellas observaciones nació, en 1859, su obra capital: El origen de las especies por medio de la Pero nadie tenía una explicación convincente, ni selección natural. mucho menos pruebas, sobre cómo una especie podía dar lugar a otra (de hecho, el concepto de El Origen de las especies... empieza abordando especie era todavía un tanto vago). Y así siguieron una a una estas cuatro cuestiones, para lo cual las cosas hasta que Darwin publicó en 1859, años utiliza una amplia variedad de ejemplos extraídos después de un revelador viaje por Sudamérica y el del medio natural. La argumentación de Darwin Pacífico, un libro cuyo título ya era bastante prosigue mostrando cómo estas observaciones se explícito: Sobre el origen de las especies por relacionan entre sí, para desarrollar a continuación medio de la selección natural o la preservación de su teoría de la selección natural y examinar el las razas favorecidas en la lucha por la vida. papel que ésta puede desempeñar en la formación Agotado el mismo día que salió a la venta, se trata de nuevas especies. El título estaba sin duda 'bien de una de las obras científicas más importantes de elegido, pues, igual que los criadores de perros todos los tiempos y su aparición desató una seleccionan a los individuos por sus cualidades auténtica revolución para obtener nuevas razas, la naturaleza hace su propia selección automáticamente, A excepción de Con Darwin entra en escena un nuevo tipo de unos cuantos creacionistas irreductibles ligados a naturalista que ya no es un investigador de museo o confesiones religiosas ultraconservadoras, en el de parque zoológico, sino un viajero que estudia los año 2001 nadie duda ya que la vida ha seres vivos en su medio. Su teoría fue desde el evolucionado a través del tiempo. "No hay otra primer momento una de las más discutidas, explicación posible para la secuencia y variedad de 7
  • 8. Biol. Rosalba Amaya Luna formas de vida preservadas como fósiles o para la de lugar de trabajo: deja el medio natural y se historia registrada desde que el ser humano instala en el laboratorio. Esto va a suponer un comenzó a dibujar, pintar y grabar", escribe el cambio profundo en las ciencias de la vida, que en paleontólogo Michael Benton en El libro de la menos de veinte años dan un salto de gigante con el vida, coordinado por Stephen Jay Gould, uno de análisis de las principales funciones químicas, el los más eminentes paleontólogos de nuestros días. estudio de la herencia, la formulación de la teoría celular y la síntesis de los primeros compuestos BAJO EL MICROSCOPIO orgánicos EXPERIMENTOS EN EL LABORATORIO. La fisiología, disciplina que estudia las funciones de los seres vivos, y la patología, que estudia las Los naturalistas viajeros como Darwin no se enfermedades, representan las dos caras principales limitaron a observar la naturaleza, sino que de esta nueva biología experimental que pretende empezaron a realizar algunas pruebas con los seres analizar los fenómenos orgánicos con los mismos vivos. Eran sencillos experimentos efectuados en el métodos que la física y la química. Las medio natural, como por ejemplo sumergir un enfermedades proporcionan pistas y modelos al caracol para ver cuantos días sobrevivía y si habría fisiólogo, que intenta reproducirlas en el podido viajar del continente a una isla. Pero para laboratorio provocando lesiones y analizando sus estudiar la organización íntima de un ser vivo, los consecuencias. Así se van desentrañando algunos componentes de sus células o las funciones que secretos de la digestión y el metabolismo, se desarrollan, no basta con dejar hacer a la naturaleza descubren las hormonas y el papel de ciertos y observar, hay que intervenir activamente nervios, y se localizan algunas funciones diseñando experimentos en un laboratorio. cerebrales. Una de las grandes figuras de la época fue el francés Claude Bernard (1813-1878), quien acuñó el término medio interno, el fluido que baña las células y cuyas características físicas y químicas permanecen constantes para que los seres vivos puedan realizar sus funciones. "El animal aéreo no vive en realidad en el aire atmosférico, ni el pez en el agua, ni la lombriz de tierra en la arena. La atmósfera, las aguas y la tierra constituyen una segunda envoltura que rodea el sus trato vital, protegido ya por el líquido sanguíneo que circula por todas partes y que forma una primera envoltura alrededor de todas las partículas vivientes", escribía Los ensayos de laboratorio con animales Bernard. empezaron ya a finales del siglo XVIII. Este grabado reproduce el famoso experimento de El sistema nervioso como regulador Luigi Galvani para excitar los músculos de unas ancas de rana con corriente eléctrica. Cuanto más complejo y evolucionado es un ser vivo más independientes son sus funciones de las A mediados del siglo XIX, la biología se divide en condiciones del medio externo. Y esto es así porque dos ramas, cada una con técnicas y materiales dispone de unos sistemas de regulación, un propios: una se ocupa de los individuos como concepto que será uno de los pilares de la biología elementos de una población, de las especies y su y la medicina. El sistema nervioso ya era evolución, de acuerdo con la nueva teoría de considerado desde mediados del siglo XIX el gran Darwin, y otra se interesa por el estudio de los regulador de las funciones de los seres vivos, el que constituyentes íntimos de los seres vivos. Para controla la temperatura del cuerpo, los latidos del conseguir este segundo objetivo, la biología cambia corazón, el sudor, la respiración, la concentración 8
  • 9. Biol. Rosalba Amaya Luna de oxígeno y de sales, entre otras muchas variables. conocimiento empírico reservado a horticultores y El español Santiago Ramón y Cajal (1854-1932) ganaderos. Pero el monje de los chícharos abrirá el camino, con el cambio de siglo y su teoría aglutinaba todo el saber práctico de un hijo de neuronal, para avanzar en el conocimiento del granjero con conocimientos teóricos de biología y sistema nervioso. Y, a principios del siglo XX, se del cálculo de probabilidades aplicado a grandes descubrirá el otro gran mecanismo regulador, pero poblaciones. Esto resultó decisivo para descubrir de carácter químico, constituido por las hormonas. las leyes fundamentales por las que se transmiten los caracteres que se expresan o dominantes y los Todas las funciones fisiológicas empiezan a ser que no se expresan o recesivos, como él prefería abordadas y estudiadas por los biólogos en el denominarlos. laboratorio. Todas menos una: la reproducción, pues para la biología del siglo XIX el problema de la herencia resultaba inabordable. Se sabía que la herencia transmite caracteres y enfermedades de padres a hijos, pero la fisiología experimental carecía de medios, técnicas y materiales para realizar pruebas. El abordaje de la genética no se llevará a cabo hasta el siglo XX, pero no estudiando al individuo y sus componentes, sino a través del análisis matemático de poblaciones. El cambio de siglo coincide con una gran diversificación e individualización de los objetos de estudio de .la biología, que se va especializando progresivamente. Son ya numerosas las nuevas disciplinas biológicas, desde la citología a la microbiología, pero "dos de ellas remodelan totalmente la idea que se tiene de los organismos, Gregor Mendel estableció a finales del siglo XIX de su funcionamiento y de su evolución: son la las leyes fundamentales de la herencia, como bioquímica y la genética", afirma el Premio Nobel las que explican la transmisión de los caracteres francés François Jacob. La primera ahondará en el dominantes y recesivos. Sus experimentos con plantas de chícharos, que aprovechaban por estudio de los componentes de los seres vivos y en primera vez el análisis estadístico, se sus reacciones metabólicas; la genética empieza reprodujeron después con ratones. trabajando con poblaciones e indagará las claves de la memoria de la herencia en el núcleo de la célula. Mendel demostró que el macho y la hembra participan por igual en la descendencia y que los Descubiertas las claves de la herencia caracteres hereditarios no se mezclan siguiendo un promedio ciego, como harían el color blanco y el Las leyes elementales de la herencia habían sido azul para dar un color azul claro, lo que diluiría en expuestas, después de cultivar generaciones y pocas generaciones las variantes ventajosas y el generaciones de chícharos en el jardín de su efecto de la selección natural. "El eslabón que monasterio, por el monje austriaco Gregor Mendel faltaba para completar la cadena del argumento (1822-1884) en una tarde de febrero de 1865 ante darwiniano era la genética mendeliana", afirma el un auditorio de 40 científicos y completadas en un biólogo Francisco J. Ayala. Pero los segundo trabajo en 1869. Pero su hallazgo fue descubrimientos del monje austriaco permanecieron ignorado hasta 1900, en gran parte por culpa de desconocidos para Darwin y cuando los científicos otro gran botánico de la época, el holandés Hugo de se percataron, ambos ya estaban muertos. Vries (1848-1935), cuando su obra fue redescubierta y pasó a ser considerado como el "Con Mendel", dice Jacob, "los fenómenos de la padre de la genética. En los tiempos en que Mendel biología adquieren de golpe el rigor de las se interesó por la herencia, éste era un matemáticas". El cálculo estadístico aplicado a 9
  • 10. Biol. Rosalba Amaya Luna grandes poblaciones permite extraer el orden y la que primero aíslan, luego identifican y finalmente ley del puro azar. Pero para poder realizar logran sintetizar, en algunos casos, en el experimentos genéticos con animales hacía falta un laboratorio. De entre todas estas sustancias material biológico que fuera pequeño, manipulable, sobresalen los llamados fermentos, esenciales para sencillo y que poseyera una alta velocidad de el desarrollo de las reacciones metabólicas. El reproducción. La biología eligió a la mosca del microscopio pone al descubierto que "los vinagre o Drosophila melanogaster, sin duda el ser verdaderos fermentos son seres organizados", vivo que ha sido más y mejor estudiado por según afirma el biólogo francés Louis Pasteur científicos e investigadores en el último siglo. (1822-1895), padre de la microbiología y figura clave en el desarrollo de la teoría del germen Los avances de la citología de finales del siglo infeccioso y de las primeras vacunas. Pasteur da XIX, realizados gracias al perfeccionamiento de la carpetazo definitivo a la teoría de la generación microscopía óptica y las técnicas de tinción, espontánea incluso en Edmundo microscópico, los permiten ir localizando las bases de la tendencia seres vivos sólo pueden nacer de otros seres vivos. hereditaria en el núcleo de las células germinales y concretamente en los cromosomas. Asimismo se Ya en el siglo XX, los bioquímicos preparan consigue superar de una vez para siempre la idea de extractos a partir de tejidos de hígado de rata o que los caracteres adquiridos se transmiten a la músculo de palomo, por ejemplo) y cultivan descendencia -por más que se corte la cola a un microorganismos in vitro para identificar las linaje de ratones su descendencia no hereda la cola moléculas que desencadenan las reacciones corta- o si se quieren producir variedades que se químicas, lo que empezaría a ser conocido como hereden, la naturaleza se vale del fenómeno de la enzimas y que resultarán ser proteínas, unas mutación, un descubrimiento realizado por Hugo de enormes arquitecturas moleculares frágiles y Vries en 1910. difíciles de manipular porque se desnaturalizan enseguida fuera de su medio. Igual que la genética va apuntando hacia el gen como su unidad básica, la bioquímica hace lo propio con las proteínas. Pero, a mediados del siglo XX, todavía no saben cómo estudiarlas ni tienen las herramientas necesarias para conseguirlo. EL MUNDO DE LAS MOLÉCULAS GENES, AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS Los avances de la bioquímica y la genética en la primera mitad del siglo XX han dejado claro que las cualidades de los seres vivos descansan sobre dos entidades nuevas: lo que los bioquímicos llaman proteína y lo que los genetistas denominan gen. Buena parte de la biología del siglo va a gravitar El botánico holandés Hugo de Vries descubrió en sobre el estudio de estas dos unidades biológicas. 1910 que la única manera que tiene la Las proteínas son los ladrillos fundamentales que naturaleza de generar propiedades susceptibles de heredarse son las mutaciones. dan a los cuerpos vivos su estructura y ejecutan las reacciones biológicas; los genes son las instrucciones que permiten a las células construir todas esas proteínas y transmitir la información Fermentos y reacciones metabólicas hereditaria de una generación a la siguiente. Como Al margen de la genética, durante la segunda mitad se sabrá con el correr de los años, los genes también del siglo XIX los químicos orgánicos van gobiernan lo que las proteínas se encargan de estudiando un montón de compuestos biológicos ejecutar, pero a mediados de siglo ambas unidades 10
  • 11. Biol. Rosalba Amaya Luna todavía permanecían encerradas en una especie de habían ido aislando cada vez más, cada una con un caja negra. El estudio de estos constituyentes de la puñado de técnicas propias que fijaban sus límites. materia viva se presentaba muy complicado. La célula era considerada como un saco de moléculas en el que tenían lugar innumerables Pero la biología avanzaba por muy diversos reacciones químicas y en el que flota un núcleo con derroteros y era pródiga en descubrimientos. La los cromosomas y los genes; el funcionamiento del especialización progresiva de las ciencias de la vida organismo se entendía como la acción de sus había estado acumulando desde principios del siglo células, agrupadas en tejidos y sistemas. Pero las XX una lista de avances que resulta impresionante. reacciones químicas se estudiaban por una parte, los Estos son sólo algunos de los más importantes: el genes por otra y los efectos fisiológicos por otra. hallazgo de las vitaminas, un concepto acuñado en 1911 por el bioquímico polaco Casimir Funk (1884- La biología molecular surge a mediados del siglo 1967), y el aislamiento en los años sucesivos de XX como un aglutinante de las diversas estas trece sustancias esenciales para el superespecialidades que estudian los componentes metabolismo. En 1921, el médico canadiense celulares. "Estas disciplinas separadas se ven en la Frederick Grant Banting (18911941) descubre la obligación de reasociarse", como dice François insulina, la hormona que regula el metabolismo de la Jacob. "Para proseguir con sus análisis tienen que glucosa. Alexander Fleming (1881-1955) descubre, unificar esfuerzos, articular enfoques, adaptar en 1922, una enzima de las lágrimas con capacidad métodos... en pocas palabras, constituirse en bactericida, la lisozima, y en 1928, la penicilina. Los biología molecular. Ahora ya no basta con aplicar bioquímicos desarrollan métodos cada vez más una técnica, analizar un fenómeno y medir todos los precisos para construir moléculas complejas, como parámetros. Es preciso recurrir al conjunto de es el caso de la morfina, sintetizada en 1925 por el medios necesarios para concretar la arquitectura de inglés Robert Robinson (1886-1975). El genetista los compuestos en cuestión y la naturaleza de sus Thomas H. Morgan (1866-1945) descubre el poder relaciones". mutagénico de los rayos X en 1927. La identifica- ción de la desoxirribosa en 1929 por Phoebus A. T. La bioquímica y la física, la fisiología y la genética Levene (1869-1940) establece que hay ácido cítrico se funden así en una nueva práctica, que echa mano o ciclo de Krebs. Con el perfeccionamiento del también de los progresos de otras ciencias y microscopio electrónico, inventado en 1932, se técnicas, desde la cibernética a la electrónica. La pudieron estudiar las formas vivas más pequeñas (en biología molecular se realiza también en el 1942 se visualizó el virus del mosaico del tabaco) laboratorio, pero ahora es un laboratorio con la misma precisión con la que el microscopio multidisciplinario en el que colaboran diversos óptico permitía ver una célula o una bacteria. especialistas vinculados por un mismo objeto de análisis. Ya no se busca estudiar por separado las reacciones, los genes y las funciones fisiológicas, sino descubrir la cadena de eventos que conduce desde el gen hasta el carácter o la función. Un físico y un bioquímico lograron en 1953 el primer gran hito de la biología molecular: el descubrimiento de la arquitectura tridimensional del ácido desoxirribonucleico (ADN), la macromolécula que forma los cromosomas y los genes. Fueron el inglés Francis Crick (1916) y el estadounidense Durante la primera mitad del siglo XX, las distintas ramas de la biología se fueron James Watson (1928) quienes hallaron que la diversificando y aislando cada vez más. Aun así, molécula de la herencia tiene una estructura de Pero todos estosuna otros descubrimientos de proporcionaron y impresionante lista no doble hélice, y por ello recibieron el Premio Nobel. acababan de ser que más tardeintegrados. A descubrimientos debidamente la biología Dos años después, el bioquímico español y Premio mediados del siglo interrelacionar. Laun siglo de molecular lograría XX, y tras casi fotografía Nobel también Severo Ochoa (1905-1993) consigue trabajo experimental, cromosomas de un hombre. muestra el juego de las ramas de la biología se sintetizar el ácido ribonucleico (ARN), la molécula 11
  • 12. Biol. Rosalba Amaya Luna que hace posible la transformación del ADN en nuestra especie (ver artículo sobre el genoma en este proteínas. mismo número), queda por identificar la función de los genes individuales, cuyo número todavía resulta La cadena que va del gen (la unidad de la genética) a impreciso, y el desafío todavía más lejano de la proteína (la unidad de la bioquímica) empezaba a describir el proteoma humano, la colección de todas ser entendida. Quedaba así abierta la posibilidad de las proteínas que constituyen una persona. leer el mapa que contiene las instrucciones para hacer un ser vivo (genoma) y estudiar cómo su código cifrado se traduce en la formación de proteínas. Pero quizá de mayor trascendencia "filosófica" fue la corroboración de que el código de la vida es común para todos los organismos: la diversidad biológica se resume en una variedad de genes y proteínas (constituidas por subunidades llamadas aminoácidos). La revolución de la biología molecular afectaba a todas las ciencias de la vida, desde la paleontología a la medicina. La evolución de las especies puede empezar a estudiarse como evolución molecular, y desde esta perspectiva es como se ha podido saber, por ejemplo, que el ser humano se diferencia del gorila en un solo aminoácido, en 19 respecto al cerdo y en 26, del conejo. Las técnicas de la biología molecular también han permitido averiguar que el linaje humano se separó del de los simios hace unos cinco millones de años. Uno de los grandes hitos de la biología del fin del siglo XX ha sido la clonación de la oveja Dolly, que "En adelante ya no existen simplemente dos tipos de abrió el camino a la producción de seres biología, la que se interesa por el organismo genéticamente idénticos. Hoy el debate sobre esta completo y la que estudia sus constituyentes", técnica ha pasado a la pertinencia de clonar humanos para dar hijos a las parejas con escribe Jacob, "ahora todo resulta mucho más impedimentos para procrear. complejo". La paleobiología, la sociobiología, la etología, la ecología... Esta última, por ejemplo, que estudia las interacciones entre los organismos y el medio ambiente, es otra especialidad que, por su oportunidad histórica ha progresado mucho en los últimos tiempos. Ha superado los estudios descriptivos y "se ha convertido en una disciplina vigorosa con fuertes componentes matemáticos, tanto en el desarrollo de modelos teóricos como en la recopilación y análisis de datos”, escribe Francisco J. Ayala e su libro La teoría de la evolución. El portentoso siglo XX concluye con la identificación de algunos genomas de animales inferiores y el logro de un mapa muy general del humano. Pero, aunque este último ha significado un paso de gigante para la comprensión global de 12
  • 13. Biol. Rosalba Amaya Luna 13

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