domingo, 27 de noviembre de 2016

1 LA TEORÍA CELULAR

La célula es la unidad fundamental que posee la propiedad de estar viva, sin embargo su estudio no vino de la noche a la mañana, e incluso su propia existencia estuvo involucrada en arduos debates científicos, así como en el foco de la era de los descubrimientos gracias al desarrollo de nuevas tecnologías, especialmente en la rama de la óptica. Sin embargo hay que tener en cuenta que a pesar de que la célula es la unidad fundamental que posee la propiedad de estar viva, esta no siempre es el foco del estudio biológico. 

Las ciencias de la naturaleza se han ido construyendo mediante una serie de líneas de investigación que han demostrado ser exitosas para el descubrimiento de muchos fenómenos, por ejemplo el fisicalismo newtoniano que ponía por encima de todas las cosas la posibilidad de deducir matemáticamente el comportamiento de los fenómenos, y así expresar el funcionamiento del universo a través de ecuaciones matemáticas simples. Otra línea de trabajo es el reduccionismo, tomar una estructura y tratar de descubrir como funciona mediante el estudio de sus partes individuales. En años recientes, con el desarrollo de la computación ha sido posible acceder al polo opuesto0 del reduccionismo, que es el holismo, entender cómo interactúan las partes entre sí, generando propiedades que emergen de las interacciones y que en consecuencia no aparecen al estudiarlas por separado.

El estudio de la célula es poco susceptible a la matematización, pero es posible plantear o trasladar modelos físicos al ambiente celular, algo muy común en textos de fisiología humana, y además muy útil ya que eso ayuda a determinar cuantitativamente el efecto de los fármacos en el cuerpo humano. El reduccionismo por otro lado es lo que ha permitido entender cómo funcionan las diferentes partes de una célula. En este sentido mucha de la información consignada en los siguientes capítulos tendrá un enfoque fuertemente reduccionista, ya que intenta meramente describir la anatomía y fisiología de la célula individual y sus partes. Para tener un entendimiento más holista es necesario abandonar el capítulo de la célula y adentrarnos ya sea en la ecología o en la citología, donde ambas ramas estudian las interacciones de la célula con sus ambientes circundantes.


1.1 Vitalismo y generación espontánea

Durante el renacimiento europeo y el nuevo auge del estudio de las ciencias de la naturaleza se desarrolló un debate antagónico que perduraría casi hasta finales del siglo XIX, y fue la controversia entre el vitalismo y el fisicalismo, el cual afectaría fuertemente el modo en que entendemos la existencia de las células y demás entidades con vida, en oposición a los seres no vivos. En ýultimas se trata de dar una respuesta a la pregunta ¿Qué es un ser vivo?

Ernst Mayr (1997) realiza una reconstrucción histórica del debate entre el fisicalismo y el vitalismo en el siglo XIX. Se resalta como las afirmaciones fisicalistas afirmaban que todos los seres vivos (menos el hombre) eran simplemente máquinas que podían ser explicadas por las leyes de la física. Los fisicalistas se oponían al uso de conceptos metafísicos no observables como la fuerza vital para explicar los procesos de la naturaleza. En el texto Mayr resalta que lo que los fisicalistas señalaban como el error en el vitalismo también lo hacían ellos, ya que conceptos como gravedad o el calor también eran entidades no observables. Mayr posteriormente comienza a discutir sobre el vitalismo, y como al interior del contexto del siglo XIX se organiza como un modelo tan válido como el de la gravedad, la energía o la afinidad para explicar aspectos de la vida que no podía explicar el fisicalismo. El vitalismo según Mayr (1997) y otros autores (Gilbert & Sarkar, 2000; Henderson, 2012; Vlaardingerbroek, 2012) se basa en dos ideas generales. La primera es que la vida es influida por una especie de fuerza vital; y que esta solo se manifiesta en el organismo como un todo. Como se había dicho anteriormente en el contexto del siglo XIX la apelación a la fuerza vital, protoplasma o entelequia no es para nada anticientífico ya que va en consonancia con otras fuerzas invisibles propuestas precisamente por el fisicalismo. 

En segunda instancia el postulado de que es necesario el todo del organismo para poder recibir esta fuerza, sirve para hacer de la biología un campo de estudio independiente de la física o la química. En este último sentido la biología no quedaría relegada a emplear las leyes de la física o la química, sino que debería tomar conciencia de estudiar sus propias leyes. Es este segundo aspecto del vitalismo el que es rescatado por autores como Jacob (Jacob. F, 1973). Según Mayr el vitalismo decae bien entrado el siglo XX debido a la aceptación por parte de las comunidades científicas de la Selección Natural que permite explicar la adaptación en términos de un mecanismo y no en términos de una fuerza metafísica; así como de la genética que permite explicar la transmisión de la información desde los padres a los descendientes en un método definitivamente materialista (Blanco, 2012).

También se discute como a pesar de una disminución de la aceptación del vitalismo por parte de los biólogos en el siglo XX, fue acompañado de forma paralela por su aceptación en los círculos de la física “lo cual es paradójico” con autores tan renombrados como Bohr o Schrödinger (Hoyningen-Huene, 1991; Mayr, 1997; Roll-Hansen, 2000). Cabe destacar que el vitalismo no desapareció del todo de los autores en biología, especialmente en el contexto francés donde cabe destacar a Georges Canguilhem. En base a sus trabajos (Wolfe, 2007) realiza una extensa discusión sobre la concepción vitalista de Canguilhem. A pesar de que las citas y la discusión sobre el vitalismo de Canguilhem dejan entre ver que el concepto que el maneja es un poco diferente, constantemente se ratifica que el vitalismo no es como el flogisto o el geocentrismo, sería entonces que ¿no es una teoría científica susceptible de ser falsada?

Más allá de la discusión filosófica, lo que es importante resaltar, es que el vitalismo de Canguilhem señala la necesidad de estudiar a los seres vivos como todos integrados de forma heurística y no como partes reducidas y aisladas del contexto. Esta afirmación va más en la línea de la segunda idea del vitalismo planteada por Mayr (1997) en que la fuerza vital solo se manifiesta en la vida como un todo. Sin embargo y lo que resulta más interesante para la concepción de vitalismo que tienen numerosos autores es que no declara nada a cerca de fuerzas vitales, entelequias o fluidos protoplasmáticos. De hecho Gilbert y Sarkar (2000) definen al vitalismo por esta vía doble, igual que Mayr: “En el vitalismo, la materia viviente es ontológicamente superior que la suma de sus partes debido a alguna fuerza vital, que es adicionado o infundida en las partes químicas”. Lo que se discute no es la parte en que la vida sea más que la suma de sus partes, el problema recae sobre explicar esa superioridad en base a un concepto como la Fuerza Vital. Las ciencias naturales se construyen bajo el presupuesto de un materialismo metodológico (Blanco, 2012), por lo que la Fuerza Vital debe poderse traducir a algún tipo de interacción material o propiedad emergente (Lazzerini-Ospri, Stano, Luisi, & Marangoni, 2012; Morowitz, Srinivasan, & Smith, 2010). Mayr (1997) plantea que la resolución del debate entre el fisicalismo y el vitalismo se logró mediante la adopción de un tercer modelo ecléctico, en el cual se retoman consideraciones del fisicalismo y el vitalismo. En palabras de Mayr tanto el vitalismo como el fisicalismo estaban parcialmente en lo correcto y parcialmente equivocados.

El fisicalismo cometía el error de negar que los seres vivos poseyeran propiedades que escapaban de las meras leyes de la física o de la química, pero el vitalismo era problemático en buscar esas leyes en entelequias abstractas o metafísicas. Se describe como problemático y no como equivocado, el materialismo metodológico excluye toda fuerza metafísica no porque se la conciba como una falsedad, sino porque no contribuyen a la construcción de un proyecto de investigación ya sea en el campo o en el laboratorio, es decir, aun cuando la Fuerza Vital sea una entidad metafísica real, las ciencias de la naturaleza deben operar como si esta no existiera (Blanco, 2012), y aceptar esto tomó sus propias controversias en cada una de las tres grandes ciencias de la naturaleza. 

El organicismo hace hincapié en el concepto de propiedades emergentes y niveles de complejidad, conceptos que gozan de gran popularidad al interior de las comunidades científicas actualmente (Bergandi, 2011; Bersini, Stano, Luisi, & Bedau, 2012; Damiano, 2012; Denton, Kumaramanickavel, & Legge, 2013; Malaterre, 2013), y que no se consideran metafísicas, la razón por la cual una propiedad desaparece cuando reducimos el todo a sus partes, es porque al estudiar las partes por separado no podemos ver el modo en que están actúan en conjunto, al acoplarse se generan nuevas funciones y emerge una propiedad nueva, es decir leyes netamente biológicas que no pueden reducirse a la física o a la química pero igualmente naturalistas y matemáticamente describibles.

1.1.1 La generación espontánea

El fisicalismo newtoniano encuentra muchas de sus raíces en el mecanicismo con autores tan influyentes como el propio René Descartes “1596-1650”, el cual creó un fuerte debate sobre eso que conformaba la estructura interna de los seres vivos. Por un lado los fisicalistas-mecaninicistas que defienden la tesis de que los seres vivos se comportan como máquinas muy complejas, pero como máquinas al fin y al cabo; y por otro lado los vitalistas que defienden que la estructura interna de los seres vivos dependen un algo más ininteligible al que se denominó, fuerza vital entre otros muchos seudónimos que al final terminaron por englobarse en lo que bien puede ser denomninado el primer paradigma de la pre-biología al cual denominamos como generación espontánea. Lo llamamos pre-biología ya que la superación o abandono de la generación espontánea fue uno de los pasos para construir la biología tal cual la entendemos nosotros.

El punto a resaltar es que no todos los defensores del vitalismo creían que la fuerza vital fuera ininteligible, de hecho la fuerza vital sería semejante a otras fuerzas “explicativas” empleadas en otros campos del conocimiento, paradójicamente en la física, con su fuerza de gravedad. En tal caso, la fuerza vital se podría estudiar dentro del marco del naturalismo metodológico del mismo modo que la fuerza de la gravedad, convirtiéndola en una explicación naturalista del mundo natural. Aparte de las dificultades filosóficas también se generaron controversias religiosas, por ejemplo para el filósofo inglés Ralph Cudworth (Ruestow, 1984) “1617-1688” la sola idea de intentar explicar a los seres vivos y su origen mediante mecanismos meramente materialistas ya fuera por la necesidad o el movimiento fortuito de la materia no solo era irreacional, también era una idea peligrosamente atea.

La generación espontánea no solo estaba apoyada por las ideas religiosas, sino también por la tradición popular y la tradición académica. Para cualquier granjero era tangiblemente evidente que las ratas emergían espontáneamente de las bodegas de grano, o que los gusanos aparecían como de la nada a partir de un cuerpo en descomposición, esto revela que desconocían mucho del ciclo de vida de los seres vivos. Un autor que recopiló este modo de ver y lo plasmó de forma coherente y elegante fue Aristóteles, quien se convertiría en la mayor autoridad en ciencias de la naturaleza durante toda la edad media y parte del renacimiento. En este orden de ideas

La generación espontánea es ciertamente el primer método explicativo para el origen de la vida y su organización ecológica; y las ideas de Aristóteles al respecto serían el estándar sobre el asunto por milenios. En su Historia Natural Aristoteles nos dice:

Ahora existe una propiedad de los animales que tienen en común con las plantas. Algunas plantas son generadas por las semillas de otras plantas, mientras que otras se autogeneran a través de la formación de algún principio elemental similar a una semilla; y en estas segundas plantas algunas derivan sus nutrientes del suelo, mientras que otras crecen dentro de otras plantas, como he mencionado por cierto en mi tratado de Botánica. En los animales, algunos se originan de sus padres de acuerdo a su clase, mientras que otros crece de forma espontánea y no desde su misma clase; y en estos casos de generación espontánea algunos provienen de la putrefacción del suelo o la materia vegetal, como es el caso de numerosos insectos, mientras que otros son generados de forma espontánea al interior de otros animales mediante las secreciones de varios órganos” (Aristotle, 2014a)

En otro texto, Aristóteles explica más a cerca de este principio elemental: “Los animales y las plantas vienen a ser en lo sólido y lo líquido debido a que existe agua en lo sólido y aire en lo líquido, y en todo aire existe el calor vital en el sentido de que todas las cosas poseen un alma. Por lo tanto los seres vivos se forman rápidamente siempre que el aire y el calor vital se encuentran encerrados en algo. Cuando están encerrados, los líquidos corpóreos son calentados, y allí emergen como si fuera una burbuja” (Aristotle, 2014b)

Dado lo anterior el núcleo fuerte de la generación espontánea es: la capacidad que tienen todos los seres vivos de formarse en cualquier momento y cualquier material que se encuentra en contacto con el aire que contiene la fuerza vital. Otra de las consecuencias de la generación espontánea es que opera de forma independiente al tiempo, es decir la generación espontánea opera de forma semejante seas que retrocedemos en el eje del tiempo o se avanza en el eje del tiempo, en consecuencia si la refutas para el presente esta se cae tanto en el pasado como en el futuro ya que debía funcionar en cualquier tiempo.

1.1.2 Redi el naturalismo experimental

La muerte de la generación espontánea fue lenta, y esto se debe a sus hipótesis auxiliares, es decir explicaciones ad hoc empleadas para proteger el núcleo fuerte. Un ejemplo clásico es el experimento realizado por Francisco Redi “1626-1697” en el cual se empleaban gazas para evitar que los insectos llegase a la carne en putrefacción. 

Colocó un trozo de carne en tres jarras iguales, la 1º la dejó abierta, la 2º la tapó con un corcho, y la 3º la dejó cubierta con un trozo de tela bien atada. Después de unas semanas Redi observó que en la 1º jarra, la que estaba abierta, habían crecido larvas. En la 2º jarra y en la 3°, su interior estaba podrido y olía mal, pero no había crecido ninguna larva. Por lo tanto, la carne de los animales muertos no puede engendrar gusanos a menos que sean depositados en ella huevos de animales. Redi pensó que la entrada de aire a los frascos cerrados podría haber influido en su experimento, por lo que llevó a cabo otro. Puso carne y pescado en un frasco cubierto con gasa o con un mosquitero; después de tiempo Redi se fijó y descubrió que las moscas o gusanos dejaban sus huevos no en el frasco sino en la gasa. Por eso la gente que creía en la generación espontánea; creían que gracias a eso generaban vida. 

Los resultados fueron exactamente los mismos que en el primer experimento. Aún con los resultados obtenidos y los de otros autores, la gente seguía creyendo en la generación espontánea, y Francesco Redi se vio obligado a admitir que en ciertas ocasiones sí se podía dar la generación espontánea. Su obra más importante, donde expuso los resultados de sus experiencias, la escribió en el año 1684. Suya es la frase Omne vivum ex ovum, ex vivo que se traduce como todo lo vivo procede de un huevo y este de lo vivo (Gottdenker, 1979; Parke, 2014).

Este experimento en particular tenía como objetivo demostrar la invalidez de la generación espontánea de los insectos, no de la generación espontánea en general, pues el mismo Redi creía en la generación espontánea en ciertos casos (Strick, 2009b). En este caso, una hipótesis ad hoc que puede plantearse al experimento de Redi es que si bien la gaza permite la entrada del aire, podría potencialmente impedir el ingreso de la Fuerza Vital. De este modo se desarrollaron hipótesis auxiliares que defendían las ideas centrales de la generación espontánea, por ejemplo: La fuerza vital requiere de un espacio lo suficientemente amplio para ingresar al material en putrefacción.

1.1.3 Las controversias de la generación espontánea

Una segunda hipótesis auxiliar de la generación espontánea proviene de la controversia de defensa y ataque a la generación espontánea. Desde la perspectiva de la defensa de la generación espontánea se encuentran John Turberville Needham (A) “1713-1781”, Georges Louis Leclerc conde de Buffon (B) “1707-1788”; mientras que desde el ataque se tiene a Charles Bonnet (C) “1720-1793” y principalmente a Lazzaro Spallanzani (D) “1729-1799”. 

La controversia giro nuevamente en torno al diseño experimental (Strick, 2009b), en el caso de Needham el diseño experimental buscada esterilizar el interior del material de cultivo mediante una ebullición cuidadosa y aislarlo del ambiente externo mediante el empleo de una sustancia cerosa. Por su parte Spallanzani fue mucho más allá, aislando el sistema no con cera, sino con el vidrio de la capsula de cultivo mediante calentamiento y realizando una ebullición más vigorosa por más de una hora. Mientras que en el caso de Needham se encontró crecimiento de protistos y el reporte de animáculos moviéndose, en el diseño de Spallanzani no hubo crecimiento.


Nuevamente  el núcleo firme de la generación espontánea fue salvado por una nueva hipótesis ad hoc, en este caso propuesta por Needham:  La fuerza vital es muy sensible a un proceso prolongado de ebullición

Adicionalmente a estas dos hipótesis auxiliares, la generación espontánea poseía dos subhipótesis que pueden ser distinguidas (Farley, 1972) y son el concepto de abiogénesis y heterogénesis. La abiogénesis hace referencia a la capacidad de las sustancias inorgánicas de formar seres vivos; mientras que la heterogénesis hace referencia a la generación espontánea de un tipo de seres vivos a partir de otros seres vivos, aunque no sean del mismo tipo. La segunda hipótesis le permite a la generación espontánea explicar el fenómeno de los parásitos en una época en que el concepto de un ciclo de vida complejo era desconocido para los historiadores naturales. Como se puede ver en el trabajo de Aristóteles (Aristotle, 2014a, 2014b), ambas subhipótesis se encuentran ya contenidas en su propuesta original.

1.1.4 La muerte de la generación espontánea, Pasteur o Cohn

A pesar de que la tradición dice que Luis Pasteur “1822-1895” refutó contundentemente a la generación espontánea mediante su trabajo con los frascos de cuello de cisne en 1864 (Cloutier, 1995). Sin embargo la historia es un poco más complicada que eso. La generación espontánea era vista como una hipótesis científica aceptable por miembros eminentes de la comunidad científica de la época (Benton, 1974). En cualquier caso, el experimento de Pasteur permitió eliminar varias de las hipótesis auxiliares así como la mitad del núcleo fuerte.

Para el caso de la hipótesis auxiliar (1) Pasteur no utilizó gazas para bloquear el frasco, sino que lo dejó abierto con una modificación, el cuello de la botella tenía forma de un cuello de cisne. El frasco solo experimentó crecimiento si se rompía el cuello de cisne dejando un cuello recto, o girando el frasco de forma tal que el líquido de cultivo tuviera contacto con la parte más baja del cuello de cisne. De esta manera Pasteur evitaba las afirmaciones sobre el “tamaño de la fuerza vital”. El mismo procedimiento también evitaba la hipótesis auxiliar (2), aun cuando el caldo de cultivo era vigorosamente esterilizado, aun permitía el crecimiento de microorganismos cuando el cuello giraba o era roto. La estructura del cuello del cisne permitía que el aire ingresara al frasco, pero que el material particulado se terminara decantado en la parte inferior del cuello de cisne, lo cual invalidaba el principio aristotélico de una fuerza vital transportada por el aire. 

Sin embargo no todos estuvieron satisfechos con esto, de hecho el experimento de Pasteur fue seguido por otros trabajos como los de John Tyndall “1820-1893” (Strick, 2009b) quien tuvo problemas con la esterilización vigorosa. Esto se debía a la existencia de las esporas termoestables “desconocidas para él”, pero que fueron del mismo modo una hipótesis auxiliar que el propuso para proteger el núcleo fuerte de la propuesta de Pasteur de la biogénesis “toda vida proviene de una vida previa”. Por suerte para el programa de investigación de la biogénesis, la hipótesis auxiliar de las formas resistentes al calor fue corroborada en años posteriores por Ferdinand Cohn “1828-1898” (Drews, 2000) con su descripción de las esporas en 1876  -más de diez años después de los experimentos de Pasteur.


1.1.5 El origen de la vida y la generación espontánea

En la sección anterior se ha visto como el concepto de abiogénesis hace parte del programa de investigación de la generación espontánea siendo una hipótesis auxiliar, pero no como parte del núcleo fuerte, es decir aun cuando se refutara el concepto de abiogénesis, la generación espontánea hubiera continuado mediante la hipótesis de heterogénesis –hasta que fueran descritos los ciclos de vida complejos de los parásitos –lo contrario también es válido. Sin embargo es importante recalcar que el núcleo fuerte de la generación espontánea hace referencia a dos ideas importantes, la primera la de un tiempo reversible en la que la generación espontánea es la misma en el pasado, presente y futuro; y la segunda el contacto con el aire o fuerza vital.

El pasado es irreversiblemente diferente del presente y del futuro, el problema del tiempo irreversible es introducido de forma primordial por Charles Darwin “1809-1882 a la derecha”, aunque las ideas evolutivas ya estaban presentes en otros autores entre los que cabe destacar a Jean-Baptiste-Pierre-Antoine de Monet caballero de Lamarck “1744-1829”. Tanto la teoría de la evolución como la generación espontánea parecían estrechamente relacionadas en el sentido de que ambas intentaban explicar al mundo natural en base a las leyes de la naturaleza “naturalismo metodológico”. Sin embargo Darwin era bastante perspicaz y cauteloso en ese sentido, por esa razón evadió de forma magistral en su obra máxima El Origen de las Especies (C. Darwin, 1859) a la generación espontánea o cualquier acercamiento al problema del Origen de la Vida.

Fueron otros autores quienes vincularon inicialmente las ideas darwinianas la generación espontánea, entre ellos cabe destacar a uno de sus más grandes seguidores, el biólogo alemán Ernst Haeckel “1834-1919”. A pesar de que la evasión de Darwin sobre el Origen de la Vida puede verse como totalmente intencional, Haeckel la percibía como una debilidad “El mayor defecto de la teoría darwiniana es que no da luces sobre el origen del organismo primitivo –probablemente una célula simple –de la cual todos los seres vivos descienden. En el momento en que Darwin asume un acto creativo especial para el primer ser vivo, pierde consistencia” (Haeckel, 1862; Rieppel, 2011). La hipótesis de Darwin permitía una explicación materialista aplicable a una metodología de investigación, por lo que si se asumía que el Origen de la Vida tenía un origen no materialista (Blanco, 2012), su estructura de pensamiento no sería coherente “por lo menos en lo metodológico” y eso era de lo que se quejaba Haekel.

Tal vez la referencia más directa que tenemos del pensamiento de Charles Darwin sobre el Origen de la Vida no sea un documento académico públicamente difundido y formalmente publicado, sino por el contrario, una carta que escribió a su buen amigo Joseph Dalton Hooker “1817-1911”. La hipótesis o serie de hipótesis expuestas en dicha carta han venido a conocerse en su conjunto como la “Pequeña charca caliente” de Darwin escrita en 1871, por decir casi una década después de que la teoría de la generación espontánea fuera parcialmente refutada de Pasteur (Peretó, Bada, & Lazcano, 2009; Spaargaren, 1985; Strick, 2009a) y al menos unos 5 años antes de la descripción de las esporas termoestables, por lo que varios académicos aún seguían encontrando y reportando crecimiento de microorganismos en caldos de cultivo vigorosamente calentados. La carta así como otros documentos de Darwin fueron recolectados en un solo texto por su hijo (Darwin, 1887) y su texto original completo es el siguiente:

Down,
Beckenham, Kent, S.E.
My dear Hooker,
I return the pamphlets, which I have been very glad to read.—It will be a curious discovery if Mr. Lowe’s observation that boiling does not kill certain molds is proved true; but then how on earth is the absence of all living things in Pasteur’s experiments to be accounted for?—I am always delighted to see a word in favour of Pangenesis, which some day, I believe, will have a resurrection. Mr. Dyer’s paper strikes [?] me as a very able Spencieran production.
It is often said that all the conditions for the first production of a living organism are now present, which could ever have been present. But if (and oh what a big if) we could conceive in some warm little pond with all sorts of ammonia and phosphoric salts,—light, heat, electricity &c. present, that a protein compound was chemically formed, ready to undergo still more complex changes, at the present day such matter wd be instantly devoured, or absorbed, which would not have been the case before living creatures were formed.
Henrietta makes hardly any progress, and God knows when she will be well.
I enjoyed much the visit of you four gentlemen, i.e., after the Saturday night, when I thought I was quite done for.
Yours affecty
C. Darwin” (Darwin, 1887)

La carta resalta dos aspectos importantes de la discusión sobre el origen de la vida y la generación espontánea, la primera “contrario a la tradición”, los experimentos de Pasteur no eliminaron por completo las hipótesis sobre abiogénesis, de hecho Darwin en el primer párrafo de la carta se realiza una pregunta metodológica sobre el cómo Pasteur determina la ausencia de desarrollo de seres vivos en los frascos de cuello de cisne si existen seres vivos que son capaces de sobrevivir a la ebullición. La aseveración de Darwin era ciertamente especulativa, aunque actualmente se sabe que en efecto existen bacterias capaces de sobrevivir por encima de la temperatura de ebullición (Takai et al., 2008). En cualquier caso, las dudas de Darwin sobre la refutación definitiva de la generación espontánea eran compartidas por otros biólogos ilustres como August Weismann “1834-1914”, Emil du Bois-Reymond “1818-1896”, Karl von Nageli “1817-1891” y Hermann von Helmholtz “1821-1894” (Lazcano, 2010).

El segundo párrafo es el más famoso, y representa uno de los primeros indicios no solo de la aproximación del Origen de la Vida desde una perspectiva química, sino también desde el punto de vista del tiempo irreversible (Benfey, 2007) y metodológicamente materialista (Blanco, 2012). Una vez que la vida surge, esta devora la previda a su alrededor, pues la previda está compuesta por materiales que sirven a la vida para crecer y reproducirse. En tal caso, toda practica de laboratorio que intente crear vida o condiciones antes del surgimiento de la vida “prebióticas” debe asegurar que NO existan seres vivos que contaminen/devoren los sistemas químicos en desarrollo.

Esta conclusión elimina la otra mitad del núcleo fuerte de la generación espontánea que hace referencia al tiempo reversible en el cual paso, presente y futuro eran todos iguales; la nueva hipótesis se basaba en un  tiempo irreversible, en donde las condiciones del pasado eran diferentes a las del presente, y en consecuencia estas deberían ser deducidas y simuladas experimentalmente. En base a esto el experimento de Pasteur refutaba la generación espontánea en el presente, y en consecuencia lo refutaría en todos los tiempos. Sin embargo, en una dimensión de tiempo irreversible, donde se asumen condiciones diferentes para pasado, presente y futuro, el hecho de que los experimentos de Pasteur y seguidores refuten el presente no afectarían en nada al pasado (geológico) o al futuro (diseños experimentales).

Sin duda la generación espontánea parte de las ideas vitalistas en la cual las estructuras biológicas están imbuidas con algo más que sus constituyentes físico-mecánicos, pero se podían plantear posturas vitalistas sin que se aceptara necesariamente la idea de la generación espontánea, y Pasteur es un ejemplo de ello. Adicionalmente, como comenta Lazcano (2010), las ideas de la generación espontánea en Francia aun desde los tiempos de “Buffon 1707-1708” habían sido asociadas con actitudes ideológicamente polarizadas hacia filosofías materialistas de nivel ontológico y hacia un secularismo radical (Farley, 1974; Henry, 1999).  Es particularmente evidente que las teorías darwinianas de la época eran materialistas –aunque cada autor podría concebirla a nivel ontológico o meramente metodológico –el problema es que, igual que sucedió siglos antes con la generación espontánea, el mero hecho de ser materialista la convertía en una idea peligrosa dentro de un contexto fuertemente religioso, pues eran fácilmente tildadas de ideas ateas, algo aun peligroso para la época.

Esta oposición radical al pensamiento darwiniano era común dentro de la mayor parte de la academia francesa (Farley, 1974), pues por ejemplo uno de los más grandes opositores a las ideas de Darwin también fue un francés, Louis Agassiz's “1807-1873”, quién realizó sus críticas cerca de 1860 (Morris, 1997). En la perspectiva de la academia francesa, la generación espontánea y el darwinismo eran tan materialistamente conectados, que aparentaban ser uno, por lo que si se lograba refutar uno se eliminaba el otro (Farley, 1974), aun cuando para Darwin, Huxley y sus seguidores los problemas del origen y el cambio de los seres vivos eran independientes entre sí (Strick, 2009a).

Farley (1974) menciona que esta oposición se debía a que la academia francesa aún se encontraba dominada por viejas ideas románticas basadas en la filosofía natural, en las cuales aún no se había generado una separación clara en el método por el cual se desarrollaría la ciencia, es decir, la biología aún era pensada como un mecanismo para comprobar la existencia de Dios “idealismo metodológico”. Por el contrario, la academia de las naciones alemanas había ya delimitado su campo de acción hacia una perspectiva materialista ya fuese metodológica u ontológica. Este materialismo se basaba principalmente en la escuela fisicalista del siglo XIX que se oponía al vitalismo y veía a los seres vivos como máquinas creadas por sus componentes físicos.


1.1.6 El vitalismo se arrinconó en la química

El problema de la estructura interna de los seres vivos, fuera esta superveniente a sus componentes físicos, o basada en alguna fuerza vital no sería resuelta en el siglo XIX. De hecho, el vitalismo era verdaderamente arraigado dentro de la opinión de aquellos que estudiaban los componentes de los seres vivos, es decir los químicos. Jöns Jacob Berzelius “1779-1848” consideraba que las leyes de la química de los seres vivos “química orgánica” eran diferentes de los de la química inorgánica, de forma tal que una síntesis inorgánica no podría producir moléculas orgánicas (Miller & Lazcano, 2002)

Posteriormente las síntesis orgánicas mediante sustancias inorgánicas darían su aparición. Estas síntesis fueron exitosas en el sentido de lograr generar biomoléculas de importancia a partir de moléculas inorgánicas simples, sin embargo difieren en las síntesis prebióticas en el siglo XX en un aspecto fundamental. Su diseño experimental no tenía como objetivo tratar de reproducir condiciones abióticas-prebióticas, en otras palabras, no se basaban en modelos geoquímicos de cómo debía ser la Tierra primitiva (Benfey, 2007) por el contrario, trataban de encontrar los mecanismos por los cuales las plantas actuales podían fijar ciertos componentes inorgánicos (Lazcano, 2010), es decir trabajaban en una escala de tiempo reversible (Benfey, 2007). En cualquier caso, en esta época hay una reacción que se ha vuelto relativamente celebre al interior de la comunidad de químicos prebióticos y es la reacción de Formosa desarrollada por Aleksandr Butlerov “1828-1886” en 1861 (Butlerow, 1861).

La reacción de Formosa fue celebre inicialmente por ser una síntesis inorgánica de carbohidratos, sin embargo aún sigue llamando la atención debido a sus mecanismos de reacción. Esto es debido a que el proceso de la reacción de Formosa incluye la autocatálisis (Parmon, 2008; Parmon & Snytnikov, 2002), una de las propiedades clave para los sistemas prebióticos (Hordijk, Hein, & Steel, 2010).

1.2 La célula y el microscopio

1.2.1 El microscopio óptico

Para poder descubrir la célula era necesario un avance radical en la tecnología, el desarrollo de la óptica. Durante el primer siglo antes de Cristo los romanos fueron capaces de fabricar vidrio, y encontrando que a determinadas curvaturas del vidrio las imágenes se deformaban o magnificaban. Durante el siglo XII Salvino D’Armate convirtió estos lentes de aumento en las primeras gafas que mejoraban o corregían algunos defectos de visión, el invento debió ser muy apreciado por los comerciantes de telas ya que estas les permitirán apreciar mejor la calidad de los diferentes tejidos (Bellis, 2009).

No fue sino hasta la década de 1590 cuando el fabricante de lentes holandés Zacharias Janssen comenzó a experimentar con lentes múltiples para obtener una mayor magnificación de los objetos. Jansen logró obtener una magnificación de 9x, pero los objetos aparecían borrosos. Galileo Galilei retomó el diseño de los Jensen y lo mejoró en 1909 desarrollando un instrumento capaz de amplificar las imágenes muy distantes, había nacido el telescopio, que significa “mirar a lo lejos”. Basados en la idea del telescopio Giovanni Faber acuñó la idea del microscopio en 1925 aunque nunca pudo desarrollar uno el mismo (Schatzki, 2014).

Sin embargo, el individuo único a quien le adjudicamos los mayores honores en el desarrollo de los primeros microscopios es sin duda  el mercader de telas Antonie van Leeuwenhoek. Van Leeuwenhoek nació en una familia de clase media, burgueses que no eran muy ricos y por lo tanto no se le suministró una educación universitaria de alto nivel, por lo cual no se hubiera pensado que van Leeuwenhoek llegaría al pináculo de la historia de las ciencia, sin embargo con habilidad y diligencia logró algo muy importante, el desarrollo de una nueva tecnología y en consecuencia de un nuevo universo por explorar. Cerca de 1668 van Leeuwenhoek logró aprender a fabricar lentes, lo cual era una habilidad de importancia para un comerciante de telas, ya que una buena lente era la diferencia entre comprar basura o la mejor de las telas por el mismo precio. Sin embargo van Leeuwenhoek decidió perfeccionar la tecnología de lentes al máximo posible desarrollando una especie de lupa capaz de aumentar hasta 270x. Este fue sin duda un avance importante, pues la máxima amplificación anterior a la superlupa-microscopio de van Leeuwenhoek había sido de 50x. Después del propio van Leeuwenhoek no se realizaron mayores progresos en la magnificación, aunque si en la comodidad del diseño (Bellis, 2009).

De hecho otro naturalista había estado trabajando en la misma idea, hablamos de Robert Hooke, quien en 1665 había diseñado un microscopio propio, aunque no tan potente pues amplificaba solo hasta 50x. Sin embargo el diseño de Hooke era mor mucho más cómodo para trabajar, y se convertiría a la postre en el diseño estándar de los microscopios ópticos. La calidad de la imagen de los microscopios no mejoró hasta que los alemanes se adueñaron del asunto, ya que eran los mejores en fabricación de lentes para todo tipo de aplicaciones científicas. Durante la década de 1850 Carl Zeiss un ingeniero alemán contrató a Otto Schott y Ernst Abbe para el mejoramiento de la tecnología del microscopio (Volkmann, 1966).

Los microscopios de Schott y Abbe podían enfocar objetos del tamaño de la longitud de onda o más grande, estableciendo el primer límite de la tecnología microscopista, límites que no serían superados hasta 1920 con el desarrollo de los microscopios electrónicos. Con estos microscopios, los biólogos alemanes tuvieron la ventaja y en consecuencia mucho del avance en el estudio de la estructura interna de la célula y de sus procesos fisiológicos como la mitosis y la meiosis fueron hechos casi en su totalidad por naturalistas germánicos.

1.2.2 El descubrimiento de la célula


La célula fue descubierta en 1665 por Robert Hooke (Hooke, 2003), en ese libro Hooke dio 60 observaciones en detalle bajo su microscopio compuesto. Uno de esos objetos fueron cortes muy delgados de corcho, una estructura que se obtenía de las plantas, allí Hooke pudo observar una serie de estructuras semejantes a las celdas de una colmena, y las llamó tal cual como las celdas de una colmena de abejas en inglés “cells” sin embargo la traducción al español no fue el de celdas sino de células. Sin embargo las células de un corcho son solo las paredes celulares dado que están muertas, por lo que Hooke nunca encontró evidencia de para que servían las celdas observadas bajo su microscopio y ni siquiera pensó que estas estuvieran vivas en algún momento (Becker, Kleinsmith, & Hardin, 2005).

Anton van Leeuwenhoek a diferencia de Hooke observó muestras vivas y se dio cuenta de que estas estructuras poseían movimiento, y en consecuencia es el primero en adjudicarle la propiedad de vida a las células. En 1676 van Leeuwenhoek logró describir protozoos, bacterias y algunas células humanas como los glóbulos rojos, los espermatozoides y el proceso de fertilización en animales con fecundación externa, dando un golpe directo a la hipótesis de la generación espontánea, aunque no mortal (Gest, 2004). Las células ancladas a tejidos en los animales fueron observadas después de las de las plantas debido a que los tejidos animales son más frágiles. Durante la época los biólogos estaban buscando una unidad fundamental para la vida,m pero no estaban seguros de cual era. No fue sino hasta 100 años más tarde que la idea de una unidad fundamental para la vida fue conecvtada con la existencia de las células (Mazzarello, 1999).

1.3 La teoría celular

Henri Dutrochet fue el primero en proponer que las células eran la unidad estructural y funcional de los seres vivos (Nezelof, 2003). Sin embargo la comunidad científica aún estaba dividida, pues se pensaba que las células no estaban aisladas, sino que el fluido interno podía transmitirse de una célula a otra. En 1804 Karl Rudolphi y J.H.F. Link demostraron que las células poseían paredes celulares independientes y en consecuencia que se encontraban aisladas funcionalmente (marquis Du Trochet, 1824).

Clásicamente el crédito por la teoría celular se le otorga a dos científicos:  Theodor Schwann y Matthias Jakob Schleiden. Mientras que Rudolf Virchow  contribuyó a esta, generalmente no se menciona en los libros de texto. En 1839  Schleiden sugirió que cada parte estructura de una planta estaba hecha de células o era el producto de la acción de las células. El también sugirió que las células estaban hechas por un proceso de cristalización desde el interior de otras células o desde el exterior. De hecho esta idea fue plagiada de Barthelemy Dumortier. Este proceso de cristalización no se acepta en la actual teoría celular.

En 1839 Theodor Schwann señaló que tanto las plantas como los animales estaban compuestos por células o productos de ellas (Schwann, 1839). Esto fue un avance importante ya que hasta aquel momento y había sido mucho más fácil observar las estructuras celulares de las plantas. Desde estas conclusiones a cerca de las plantas y los animales, dos de los tres principios fundamenta es de la teoría celular fueron propuestos (Mazzarello, 1999).

1- Todos los seres vivientes están compuestos por una o más células.
2- Las células son las unidades básicas de la vida

La hipótesis de Schleiden sobre la cristalización fue refutada en la década de 1850 por by Robert Remak, Rudolf Virchow, y Albert Kolliker (Mazzarello, 1999). En 1855 Rudolf Virchow adicionó el tercer postulado de la teoría celular:

3- Todas las células emergen de células preexistentes


1.3.1 Interpretación moderna de la teoría celular

Actualmente los científicos aceptan el hecho de que las células se originan de células preexistentes para que la nueva vida pueda ser generada. Dado que todas las células actuales comparten mecanismos esenciales y una relación de parentesco que data de hace miles de millones de años, la moderna teoría celular posee los siguientes enunciados. Las células los las unidades estructurales y fisiológicas de todos los seres vivos:

1- Las células son tanto entidades como unidades de construcción de los seres vivos más complejos.
2- Todas las células provienen de células preexistentes
3- Todas las células son similares en su composición química
4- La mayoría de las reacciones químicas de la vida ocurren en solución acuosa en el interior de las células
5- La información genética es replicada y pasada a las siguientes generaciones durante la división celular.
6- Los virus carecen de una estructura celular pero dependen de los seres vivos celulares.

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