BIOLOGÍA ¿EXPLICAR O DESCRIBIR?

Por: Ismael Ledesma Mateos

En la Obra clasica de Charles Singer Historia de la Biología (que es una de las más completas que se han escrito), puede encontrarse un ejemplo de la concepción tradicionalista de la historia de la Biología, donde el autor afirma que Aristóteles es el primer gran Biólogo de la antiguedad; es evidente que hay una completa discrepancia en esta posición; pues Aristóteles es un filosofo fundamental para el desarrollo de la cultura occidental, es un naturalista de alta capacidad, que desarrolla el conocimiento zoológico, pero no es un Biólogo en sentido estricto.

En dicha lógica, se puede decir que surgen con antelación la botánica y la zoología, pero no la Biología como tal. Hablar de Biología implica la explicación del porqué de los seres vivos, porqué son así, porque se encuentran donde están, así como entender que es la vida como fenómeno.

Michel Foucault, en su libro Las palabras y las cosas, dice que antes del siglo XVIII ni siquiera se podía hablar de vida, porque la vida misma no existía. Esta atrevida afirmación se entiende en el sentido de que en el siglo XVIII, la gente todavía no tenía claro lo que era la vida; esto lo ilustra con un texto que toma de la obra del filosofo Gaston Bachelard, La formación del espíritu científico, donde Robinet, un importante naturalista francés de aquella época, le confiere la propiedad de la vida a los minerales, e incluso dice que tienen capacidad para nutrirse, lo cual se encuentra ligad con su coloración y sus características; esto revela la confusión que existía acerca de lo que está y no está vivo.

La noción más antigua de vida, la más original, es aquella que la relaciona con el movimiento, motivo por el cual se consideró por mucho tiempo que no estaban vivas las plantas. Tales de Mileto, decía que los imanes tenían vida ya que poseían la capacidad de atraer el hierro y de trasmitir la capacidad de movimiento a las partículas del metal, participándoles de esa propiedad vital. Aristóteles mismo, considera que los seres vivos se ubican en lo que sería una gran cadena del ser, donde se halla del nivel de lo mineral, de lo vegetal, de lo animal y por último el de lo humano, por lo que para el maestro de Liceo la vida se entiende como una cuestión de mas o menos; hay seres más vivos que otros, por lo que las plantas se encuentran más vivas que los minerales, y los animales más que las plantas a lo largo de esa gran cadena del ser.

Hoy en día la vida se considera como una propiedad de ciertos sistemas termodinámicos abiertos, esto es, que intercambian materia y energía con el medio (metabolismo), responden a los estímulos del entorno (irritabilidad) y poseen información que pueden trasmitir entre sí y en el tiempo, al contar con la capacidad de autorreplicación (reproducción).

La Biología es la ciencia que estudia la vida y por tanto, los fenómenos y procesos que ocurren en los seres vivos. No obstante, el lector podrá preguntarse entonces cómo consideramos a la gran cantidad de descubrimientos y contribuciones relativas a los seres vivos y a la vida misma, desde los albores de la humanidad y hasta el siglo XIX. Pues bien, esto debe abordarse pensando que el desarrollo de un campo del conocimiento como es el de la vida, o cualquier otro, consta de dos etapas: la historia de esa ciencia propiamente dicha y blo que podríamos llamar su prehistoria.

De acuerdo con esta perspectiva, las bellas descripciones que encontramos en el México prehispanico acerca de las plantas y animales de nuestro país, o aquellas de Francisco Javier Clavijero en el siglo XVIII, o las clasificaciones aristotélicas de la fauna o las de Teofrastro acerca de la flora, e inclusive la gran contribución de Carolus Linneo, no serían Biología, sino historia natural, y así se llamo de hecho por mucho tiempo.

ORIGEN DE LA VIDA

ANTES DE LA TEORÍA DE OPARÍN

Quizá una de las ideas más antiguas sobre el origen de la vida es la generación espontánea, esta idea sugiere que la vida aparece de la nada, por ejemplo, en un tiempo se pensó que los ratones se podían crear al colocar heno y maíz húmedo en una esquina oscura, o que el barro podía generar gusanos, insectos y peces, ideas establecidas en su momento por Helmont.

Hoy en día, pueden parecernos cómicas, peo con lo poco que se conocía de la reproducción, resulta fácil suponer como alguien podría formar estas conclusiones.

Una de las primeras investigaciones registradas sobre la generación espontánea surgió en 1668.

Francisco Redi probó la idea de que las moscas surgían espontáneamente de carne podrida, formulo la hipótesis de que las moscas y no la carne producían otras moscas. En su experimento, Redi observó que los gusanos, las larvas de las moscas. Los matraces cerrados no contenían ni moscas ni gusanos. Sin embargo, los resultados de su experimento no convencieron a todo el mundo. Aunque en la época de Redi ya se comenzaba a utilizar el microscopio y se sabía que había organismos invisibles a simple vista en casi todos lados, algunos pensaron que estos organismo diminutos deberían surgir espontáneamente, aunque no lo hicieran las moscas.

Años después con el advenimiento de la microscopia, la discusión se reavivo con fuerza.

John Nedham, un jesuita inglés y el investigador italiano Lázaro Spallanzani sostuvieron una célebre disputa acerca del origen de los microorganismos en caldos de cultivo. Needham atribuía la presencia de microorganismos en los caldos a una "fuerza vital". Spallanzani realizó experimentos hirviendo el contenido de los frascos, algunos de los cuales estaban sellados y otros no, y demostró que los frascos sellados no presentaban microorganismos. Needham, sin embargo, le objetó el haberle matado la "fuerza vital".

En el siglo XIX, continuaba la polémica y tuvo su punto culminante con el enfrentamiento teórico entre Felix Archimede Pouchet y Louis Pasteur.

Pouchet sostenía que "los mircoorganismos que se producían tras la fermentación y la putrefacción, se han generado espontáneamente y ello debido al puro hecho de sus cambios químicos, para el la fermentación era el estadio inicial del proceso, por el cual los seres vivos se originan de la descomposición de la sustancia orgánica existente", Pasteur refuto plenamente esto por medio de la argumentación teórica relativa a la fermentación y además por sus geniales experimentos.

Pasteur sostuvo que provenían del aire los microorganismos que originaban la fermentación, para comprobarlo, hizo pasar aire por los filtros de algodón, y encontró al sumergir el algodón en agua, que se habían retenido en él millares de pequeños microbios. Por otra parte, hizo bullir caldos nutritivos, sellando herméticamente los frascos que los contenían y demostrando, que al no haber contacto con el aire, no había producción de estos seres.

Ante la objeción de la necesidad del aire, el cual contiene el principio vital o vivificador, Pasteur sometió sus caldos esterilizados al aire más limpio de las altas montañas, sellando luego sus recipientes y demostrando otra vez, que no había producción de vida, y dada la reiteración de las objeciones, realiza el experimento de os matraces cuellos de cisne, que fue sugerido por el boticario Balard; este consiste en la elaboración de matraces con el cuello curvado en forma de "S", en donde se esterilizan los caldos de cultivo por ebullición y luego de ello, los gérmenes presentes en el aire no pueden entrar en contacto con el caldo, pues se retienen adhiriéndose en la curvatura del cuello del matraz.

Es así que en 1861 el trabajo de Pasteur liquida de manera definitiva el problema de la generación espontánea, sucede en un contexto diferente a los que enfrentaron Redi o Spallanzani. Aunque sabemos que Pasteur es un ferviente devoto católico influyo en su interés el erradicar la creencia de la Generación espontánea, para así impedir que fuese un elemento de sustento más para el rechazo del creacionismo.

ORIGEN DE LO VIVIENTE

Las eras y los periodos en los que se ha dividido la historia muestran como nuestro planeta ha contado con diversas condiciones particulares que, en un momento dado, propiciaron el origen de la vida y en otros han permitido que las especies mejor adaptadas sobrevivan y evolucionen con el tiempo, según la concepción científica más aceptada. Este proceso de cambio ha continuado durante 3500 millones de años de historia de la vida en la tierra, y aún hoy en día es un hecho presente aunque a veces imperceptible a nuestros ojos.

¿Cuál fue el origen de los primeros seres vivos? Conocemos millones de especies y pensamos que aún falta otro tanto por descubrir. ¿De dónde vienen todas estas especies? la mayor parte de la comunidad científica de nuestro tiempo acepta que todas evolucionaron a partir de uno o varios organismos ancestrales, a medida que estos se adaptaban a las condiciones cambiantes del planeta.

En el presente, gracias al conocimiento científico y experiencias empíricas, se afirma la hipótesis de que la organización de las células se dio cuando algunas moléculas se ensamblaron, utilizando energía en un medio acuoso.

ORIGEN DE LA TIERRA

La mayoría de los astrónomos reconocen como válida la teoría del origen del universo, el cual a partir de un núcleo pequeño se ha ido expandiendo y enfriando. En estas condiciones la materia originó sistemas y planetas.

Hace unos 4600 millones de años la tierra se formo a medida que se iba condensando, agrupándose los diversos átomos de acuerdo a su peso. Los materiales más pesados gravitarón hacia el centro denso (hierro, aluminio, níquel, etc.). Los más ligeros permanecieron en la superficie y a medida que esta se enfriaba  se formó una corteza externa. Estudiando la antigüedad de las rocas de la corteza terrestre con métodos de datación radiométrica, se supo que algunas tienen unos 4100 millones de años de antiguedad.

Los compuestos de oxígeno, nitrogeno y agua se encontraban combinados en forma no volátil. Más tarde, a medida que la tierra se solidificaba, estos compuestos fuero lanzados a la atmósfera por actividad volcánica.

Se crea entonces una atmósfera primitiva de carácter reductor: predominan las moléculas que tienen menos oxígeno que hidrógeno, como el metano y el amoniaco, también moléculas de dióxido de carbono, nitrógeno, agua, sulfuro de hidrógeno y trazas de di hidrógeno. Hay científicos que discrepan con la presencia de algunos de estos componentes o al menos en su proporción, considerando que la atmósfera no era tan reductora.

APORTES DE OPARIN

Teoría de la Evolución Prebiótica

El Bioquímico Alexander Ivánovich Oparín realizó minuciosas investigaciones sobre el origen de la vida. En 1924 presentó su teoría sobre cómo pudo haber surgido esta a partir de una evolución química en una atmósfera reductora.

Consideró que los componentes orgánicos se formaron espontáneamente a partir de sustancias inorgánicas, bajo la influencia de la radiación solar, las descargas eléctricas y la energía volcánica. La variedad de sustancias orgánicas sencillas se fue acumulando en los mares recientemente formados.

Este científico puntualizó dos aspectos importantes:

1. No existen seres vivos que descompusieran las sustancias orgánicas en formación, así como tampoco oxígeno;

2. La atmósfera primitiva seguía produciendo ininterrumpidamente moléculas ricas en energía. Los mares debieron acumular esas moléculas hasta adquirir el aspecto de una "sopa caliente o caldo primordial", como postuló metafóricamente el Biólogo inglés John B. Haldane.  

Las sustancias de los mares se fueron concentrando cada vez más, lo que provoco la formación de macromoléculas de mayor complejidad estructural como microscópicas gotas de una envoltura de polímeros con un medio interno que contenía enzimas aisladas del exterior.

CALDO PRIMITIVO

Las condiciones en las que se cree que se originó la vida en la tierra eran muy diferentes de las que hay actualmente. Luego de su formación, el intenso calor y el bombardeo con meteoritos hacían que todos los materiales estuvieran fundidos en forma líquida. Los metales pesados, como el hierro, el níquel, cayeron hacia el interior del planeta, donde aún permanecen en estado fluido, mientras que los elementos más ligeros como el sílice y el cuarzo, flotaron sobre ellos. La atmósfera carecía de oxígeno libre, sin embargo, el oxígeno sí estaba presente formando parte de otros compuestos como el vapor de agua y del dióxido de carbono. Además eran abundantes las moléculas ricas en hidrógeno como el metano, el amoníaco, el ácido clorhídrico y el sulfuro de hidrógeno y otros elementos como el nitrógeno gaseoso.

A medida que la tierra y los otros planetas del sistema solar se consolidaban, los impactos de meteoritos disminuyeron de intensidad, lo que permitió que nuestro planeta se enfriará lo suficiente como para que el agua se precipitará en forma de lluvia y permaneciera en estado líquido sobre su superficie. A medida que el agua caía y rodaba sobre la tierra, también iba arrastrando hacia el mar algunos de los elementos que encontraba a su paso, hasta conformar el caldo primitivo.

Gracias a la enorme cantidad de energía resultante de las erupciones volcánicas, las intensas tormentas eléctricas y la fuerte radiación ultravioleta, estos elementos reaccionaron para formar las primeras moléculas orgánicas que posteriormente reaccionaron entre sí para formar moléculas más complejas como las proteínas y los ácidos nucleicos que luego se reunieron para formar las primeras células. Dado que la atmósfera carecía de oxígeno, las primeras moléculas que se formaron no se oxidaron ni se destruyeron.

Actualmente se cree que las primeras células aparecieron hace cerca de 3500 millones de años, en las siguientes etapas:

1. La síntesis de pequeñas moléculas orgánicas como nucléotidos y aminoácidos a partir de los elementos inorgánicos del ambiente. 

2. La unión de estas pequeñas moléculas en otras mucho más grandes y complejas como las proteínas.

3. El origen de moléculas que tenían la capacidad de producir copias exactas de si mismas, lo que permitió que se desarrollara la herencia genética de los caracteres.

4. El empaquetamiento de estas moléculas en pequeñas unidades rodeadas por una membrana y con la capacidad de mantener sus condiciones internas diferentes de las del medio externo y reproducirse.

TEORÍA CELULAR

Para poder hablar de la Teoría Celular debemos remontarnos al origen del Microscopio, un aparato importante en el estudio de la célula.

En 1665 Robert Hooke científico ingles, reviso una laminilla de corcho al microscopio, observo que estaba hecha por pequeñas cavidades poliédricas a las que denominó células, que significan celdillas, por ello se le considera como el descubridor de la célula.

Leeuwenhoek contemporáneo de Hooke, realizo detalladas observaciones de las células animales y vegetales, incluso descubrió el mundo de los microorganismos, protozoos y bacterias, utilizando un microscopio simple de una sola lente construido por el.

Ya en el siglo XIX, cuando se disponía ya de buenos microscopios ópticos, se descubrió que todos los seres vivos estaban hechos por células, este es uno de los principios que desarrolla la Teoría Celular.

De acuerdo con la Teoría podemos concluir que la Célula es la unidad morfológica y funcional de los seres vivos, de manera que la actividad vital de estos, es el resultado de la suma de las actividades de todas sus células, entre las cuales existe una coordinación.

En 1858 Virchow completo la Teoría Celular con el principio de toda célula proviene de otra célula. Fue hasta 1889 cuando August Weismann amplio la información de Virchow desde un punto de vista evolutivo resaltando que hay una actividad ininterrumpida entre las células actuales y las células primitivas que aparecieron por primera vez sobre la tierra hace 3500 millones de años. La prueba común de todas las células actuales reside en la semejanza de su composición y de sus estructuras.

La discusión por aceptar la Teoría Celular en el siglo XIX fue feroz dentro de la comunidad científica, pero se acabó cuando Louis Pasteur  demostró con sus experimentos la multiplicación de los microorganismos unicelulares, terminando definitivamente con la discusión y aceptando de esta forma la Teoría.

Años después Santiago Ramón y Cajal logró unificar los tejidos del cuerpo en la Teoría Celular, al demostrar que el tejido nervioso esta formado por células, en su investigación demostraba que el sistema nervioso era un conglomerado de unidades independientes, apoyandose de las técnicas de tinción de su colaborador Camillo Golgi quien perfecciono el observado de células mediante el empleo del nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas, esto le permitió a Cajal y Golgi recibir el Premio Nobel en 1906.

Finalmente en nuestra actualidad podemos resumir la Teoría Celular en los siguientes principios:

1. Todos los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción.

2. La Célula es la unidad estructural de la materia viva y una célula puede ser suficiente para constituis a un organismo.

3. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan.

4. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía en su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo, así pues la célula es la unidad fisiológica de la vida.

5. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de estas, es la unidad de origen de todos los seres vivos.

6. Cada célula contiene toda la información hereditaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.

La Teoría Celular posibilita construir una visión integral de los organismos, a través de ésta se puede explicar las características de todos los organismos vivos, desde los más sencillos hasta los organismos más complejos. Todos los organismos están compuestos de células y todas las células contienen los componentes similares que funcionan de manera semejante.

Con la Teoría Celular se propuso un programa de investigación de gran riqueza, para estudiar a cualquier organismo, debía poder analizarse como un conjunto de células en interacción desde el punto de vista fisiológico y morfológico. Se hace necesario estudiar no sólo la estructura del organismo, sino también las relaciones entre sus funciones. Para comprender el funcionamiento de un organismo entonces, se requiere del análisis de los fenómenos celulares.

Para saber más veamos los siguientes vídeos que hablan sobre este tema:

VÍDEO NO. 1 LA QUÍMICA DE LA VIDA


Documental: La química de la vida por monteriaoscura


VÍDEO NO. 2 LA CÉLULA, EL REINO OCULTO



La célula 2 - El reino oculto por camateu


VÍDEO NO. 3 LA CHISPA DE LA VIDA



La célula 3 - La chispa de la vida por camateu

BIOLOGÍA

Al ponernos a pensar sobre el significado de la vida, nos remontamos a diferentes momentos en la historia de la humanidad, tal es el caso que nos compete, la palabra Biología fue acuñada por el caballero de Lamarck y a Treviranus, quienes no sabían que esa palabra fuera a ser utilizada para definir a una ciencia.

Despues de que se establecieron los cuatro paradigmas de la Biología, los cuales eran:

1. Teoría Celular

2. Teoría de la Homeostasis

3. Teoría de la Evolución

4. Teoría de la Herencia

 

Se instauro la Ciencia de la Biología a partir del año 1900, siendo esta una ciencia nueva; una pregunta se formulo a partir de entonces como obligatorio....

¿QUE ES LA VIDA?

Es un termino que no tenía una idea firme de lo que era, antes del siglo XVIII, ahora en el siglo XX y XXI con el avance de los descubrimientos se empezo a moldear varias formas de ver a la vida, como por ejemplo la definición de Lynn Margulis:

"La vida es un proposito físico que cabalga sobre la materia como una ola extraña y lenta. Es un caos controlado y artistico, un conjunto de reacciones químicas tan abrumadoramente complejo que hace mas de 80 millones de años produjo el cerebro mamífero que ahora, en forma humana, escribe cartas de amor y emplea ordenadores de silicio para calcular la temperatura de la materia en el orígen del universo"

Por ello sabemos que la vida es un fenómeno relacionado con acontecimientos físicoquimicos generados por el estado de energía del universo.

Es una fluctuación energética, y que la vida es un estado transitorio concerniente a la posición y el movimiento de la energía ocasionada por una convergencia de ondas y partículas. No existe una definición directa de la vida, sino que a partir de observaciones directas e indirectas del estado térmico de las estructuras vivas, podemos decir lo siguiente:

"La vida es la dilación en la difusión o dispersión espontánea de la energía interna de las biomoléculas hacia más microestados potenciales"

Esto es lo que estudia la ciencia de la Biología, a la vida misma, conocer sus efectos sobre la materia, sus cualidades, sus características, por que la vida misma no existe sin tener materia presente, como una sonrisa sin los labios, por ello la vida es un resultado de los efectos químicos, de los parámetros que buscan un caos organizado, una ley termodinámica no cumplida a cabalidad sino hasta que llega la muerte misma.

Es así como definimos que la Biología se encarga de estudiar a la vida, de entenderla, de comprender todas las reglas que la determinan como tal.

¿NATURALISMO O BIOLOGÍA?

Antes del año 1900 no se conocía la Biología como una ciencia, aunque los avances científicos del momento estaban derribando las ideas que habían dominado por siglos en la historia de la humanidad no había algo como tal.

Cuando tenemos un libro de Biología en nuestras manos, siempre observamos frases como las siguientes:

"Prácticamente desde su aparición sobre la tierra, el hombre adquirió conocimientos acerca de la naturaleza que lo rodea y con la que comparte aún el tiempo y el espacio"

Esto y otras ideas dan a entender que desde que el hombre aprendió la  agricultura apareció la Biología, no obstante, no podemos hablar de esta Ciencia antes del siglo XIX, ya que una ciencia tiene bases que la sostienen, esas bases son teorías o leyes, pero si estas no están no se le puede llamar ciencia, por lo tanto, la Biología surge como ciencia a partir del establecimiento de sus pilares como la Evolución o la Herencia, antes de esto la Biología no existe.

Un ejemplo de lo que se menciona antes es el termino de Biología, que lo propone Lamarck en el año de 1800, donde trato de incorporar las disciplinas existentes del Naturalismo, la Botánica y la Zoología.

Para entender esto con más detalle revisemos el artículo publicado por Thomas S. Khun "La Estructura de las Revoluciones Científicas"

La condición para considerar a una ciencia como tal, es que cuente con conceptos centrales o unificadores, que sean universalmente aceptados por una comunidad científica.

Es así como antes de que la Biología se consolidará como ciencia era conocida como Naturalismo, quien solo se encargaba de describir a la Naturaleza, pero no la analizaba, ni explicaba sus fenómenos, no era necesario hacer cosas así, por lo que los naturalistas lo hacían como hobbie.

Una ciencia cuando se establece requiere tener paradigmas que la sostienen, un paradigma es una idea universalmente aceptada por una comunidad científica, estos paradigmas se mantienen durante un tiempo, a partir de ellos surgen los enigmas, que son preguntas que ayudan a satisfacer la existencia del paradigma aunque llega el punto en que lo contradicen.

Cuando esto sucede hay una ruptura del conocimiento, se rompe el paradigma e inicia una revolución de ideas que terminan por formar un nuevo paradigma. En resumen cuando el paradigma se fortalece y se resuelven sus enigmas, se llama a ese momento histórico Ciencia Formal, pero cuando se rompe el paradigma y surge otro en su lugar se llama Ciencia Extraordinaria.

En el caso que nos compete, Khun menciona que la Biología surge como ciencia a partir del año 1900, ya que es ese año cuando se terminan de establecer los paradigmas que sostienen a esta Ciencia, para conocer estos paradigmas a continuación los enlistamos:

1)Teoría Celular
Año: 1839

2)Teoría de la Evolución
Año: 1859

3)Teoría de la Homeostasis
Año: 1878

4)Teoría de la Herencia
Año: 1860 que no tuvo impacto hasta el año de 1900

Ahora ya que hemos analizado todos los estudios y se han establecido los conceptos y la escala de tiempo en que los descubrimientos se dieron y marcaron una etapa. es así como podemos decir y afirmar que la Biología como ciencia se constituye hasta el siglo XIX, en un proceso complicado y largo que comienza en 1838 con la formulación de la Teoría Celular y termina con el redescubrimiento de las Leyes de la Herencia.

PRINCIPAL

Sean bienvenidos a este espacio donde se publicarán artículos relacionados a la maravillosa ciencia de la Biología, sus avances, sus descubrimientos, los antecedentes que nos llevaron a los adelantos científicos que hoy en día tenemos.

Sabemos que la difusión de la Biología nos llevará al entendimiento de nuestro entorno, de nuestro planeta, sus interacciones físicas, biológicas, químicas y sobre todo a comprender los beneficios del rumbo que esta tomando el conocimiento y sus avances tecnológicos.

Esperando sea del interés de la comunidad estudiantil, docente y científica sobre el conocer los secretos maravillosos que nos da la vida.