Determinación de fórmulas moleculares y empíricas por composición porcentual

Figura. Jennifer Alice “Jenny” Clack

 Jennifer Alice “Jenny” Clack (1947–2020) fue una destacada paleontóloga británica, reconocida mundialmente por sus investigaciones sobre la transición de los peces a los tetrápodos. Se formó en la Universidad de Newcastle y posteriormente desarrolló su carrera en la Universidad de Cambridge, donde llegó a ser profesora y curadora en el Museo de Zoología. Su trabajo se centró en el Devónico, un periodo clave en la evolución de los vertebrados, y en particular en los primeros organismos que desarrollaron extremidades capaces de sostener el cuerpo fuera del agua.

Uno de sus aportes más influyentes fue el estudio detallado de fósiles como Acanthostega e Ichthyostega, que mostraron que los primeros tetrápodos tenían extremidades con dedos, pero aún conservaban características acuáticas. Clack demostró que estos animales no eran plenamente terrestres, como se pensaba, sino formas intermedias adaptadas a ambientes acuáticos someros. Este hallazgo transformó la comprensión de la evolución de las extremidades y cuestionó la idea tradicional de una transición directa del agua a la tierra firme. Su libro Gaining Ground se convirtió en una obra de referencia sobre este proceso evolutivo.

A lo largo de su carrera, Clack recibió numerosos reconocimientos, incluyendo su elección como miembro de la Royal Society. Su trabajo no solo aportó datos fósiles cruciales, sino que también integró anatomía comparada, desarrollo y contexto ecológico, ofreciendo una visión más completa de la evolución vertebrada. Además, fue una figura influyente en la formación de nuevas generaciones de científicos, destacando por su rigor y claridad conceptual. Su legado perdura en la forma en que hoy entendemos uno de los eventos más importantes de la historia de la vida: la conquista del medio terrestre por los vertebrados.

Proceso digestivo en vertebrados. Mandíbula 2

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[Proceso digestivo en vertebrados Mandíbula, el oído y el habla, 2]

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 [Cráneo en los amniotas]                   [Evolución de los huesos del oído medio]

[Huesecillos del oído medio]             [Destino de los arcos branquiales]

3. Transcribe el siguiente texto al cuaderno

 La figura resume la evolución del dermatocráneo en amniotas, destacando las fenestras temporales. El cráneo anápsido carece de aberturas posteriores a la órbita, condición presente en amniotas primitivos y asociada tradicionalmente a tortugas. Huesos como parietal, postorbital, escamoso, yugal y cuadratoyugal delimitan estas regiones, mientras la órbita sirve como referencia anatómica. De este patrón surgieron dos linajes: diápsidos, con dos fenestras (superior e inferior), y sinápsidos, con una sola inferior. Estas configuraciones reflejan cambios en la musculatura mandibular y la mecánica de mordida. Las tortugas podrían ser diápsidos modificados que perdieron fenestras, mostrando que su ausencia no siempre indica primitividad, sino reducción evolutiva.

La imagen muestra la transición de la articulación mandibular reptiliana al oído medio mamífero. En formas basales como Dimetrodon, la mandíbula articulaba mediante el sistema cuadrado–articular, con varios huesos postdentarios y un dentario pequeño. En cinodontos como Thrinaxodon y Probainognathus, el dentario se expande y establece contacto con el escamoso, mientras cuadrado y articular se reducen. En Diarthrognathus aparece una doble articulación: la primitiva cuadrado–articular y la nueva dentario–escamoso, permitiendo una transición funcional gradual. En mamíferos como Morganucodon, el proceso culmina: el articular se transforma en martillo y el cuadrado en yunque, integrándose al oído medio, mientras el dentario queda como único hueso mandibular.

El oído medio de los mamíferos está formado por tres huesos: martillo, yunque y estribo, que transmiten y amplifican vibraciones desde el tímpano al oído interno. Evolutivamente, el martillo deriva del articular, el yunque del cuadrado y el estribo de la hiomandíbula (columela en otros vertebrados). En reptiles, aves y anfibios existe un solo hueso transmisor y el tímpano suele estar expuesto externamente. En mamíferos, en cambio, el tímpano está protegido dentro del canal auditivo. Además, desarrollaron el pabellón auricular, que mejora la captación y localización del sonido. Este sistema refleja una profunda reorganización evolutiva del aparato auditivo.

El aparato hioideo y laríngeo humano incluye el hueso hioides, que sostiene lengua y laringe, y los cartílagos tiroides, cricoides, aritenoides y epiglotis. El hioides deriva de los arcos faríngeos segundo y tercero, mientras que los cartílagos laríngeos provienen de los arcos cuarto y sexto, originalmente asociados a branquias en vertebrados acuáticos. Evolutivamente, estas estructuras representan una reorganización del aparato branquial, adaptado a respiración aérea y fonación. Los aritenoides permiten movimientos finos para producir sonido. Las cuerdas vocales se desarrollan como pliegues mucosos entre tiroides y aritenoides, delimitando la glotis. Así, antiguos soportes branquiales se transformaron en elementos clave para el habla humana.

4. Calcar las siguientes ilustraciones en el cuaderno

[Johann Friedrich Meckel, el Joven]

Figura. Johann Friedrich Meckel, el Joven

 Johann Friedrich Meckel, el Joven (1781–1833) fue un destacado anatomista y embriólogo alemán, perteneciente a una familia de médicos que marcó profundamente la anatomía europea. Estudió en Halle y amplió su formación en centros científicos de Francia, donde entró en contacto con corrientes avanzadas de la anatomía comparada. A su regreso, ocupó una cátedra en la Universidad de Halle, desde donde desarrolló una intensa labor docente e investigativa. Es considerado uno de los fundadores de la embriología moderna, al proponer que las malformaciones no eran hechos aislados, sino variaciones del desarrollo normal, integrando así anatomía, desarrollo y patología en un marco común.

Uno de sus aportes más conocidos es la descripción del cartílago de Meckel, una estructura embrionaria que forma parte del primer arco faríngeo. Este cartílago actúa como soporte inicial en el desarrollo de la mandíbula inferior, sirviendo como molde alrededor del cual se forma el hueso dentario. Aunque el cartílago no se convierte directamente en la mandíbula adulta, sus extremos dan origen a estructuras clave del oído medio: el martillo (malleus) y el yunque (incus). Este hallazgo fue fundamental para comprender la continuidad evolutiva entre el aparato mandibular de vertebrados primitivos y el sistema auditivo de los mamíferos, estableciendo un puente entre embriología y evolución.

Además del cartílago que lleva su nombre, Meckel realizó contribuciones en el estudio de malformaciones congénitas, como el divertículo de Meckel, una anomalía del intestino delgado derivada de restos embrionarios. Su enfoque integrador influyó en la idea de que el desarrollo embrionario sigue patrones organizados que pueden desviarse de manera sistemática. Aunque su carrera fue relativamente breve, su impacto fue profundo: ayudó a consolidar la anatomía comparada como disciplina científica y sentó bases para futuras teorías evolutivas. Su legado persiste en múltiples estructuras anatómicas que llevan su nombre y en la forma moderna de entender el desarrollo biológico.

Proceso digestivo en vertebrados Mandíbula, el oído y el habla, 2

Proceso digestivo en vertebrados. Mandíbula 1

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[Proceso digestivo en vertebrados Mandíbula, el oído y el habla, 1]

2. Calcar las siguientes ilustraciones en el cuaderno

[Helen Thompson Gaige]                  [Boca de un pez sin mandíbula]

[Mandíbulas primitivas]                     [Mandíbula de tiburón]

[Cráneo en peces óseos]                     [Cráneo en tetrápodos primitivos]

3. Transcribe el siguiente texto al cuaderno

Helen Thompson Gaige (1890–1976) fue una herpetóloga estadounidense destacada en la Universidad de Míchigan, donde trabajó en el Museum of Zoology (UMMZ) estudiando anfibios y reptiles. Su labor combinó investigación de campo, taxonomía y curaduría de colecciones. Fue especialmente influyente como Editora en Jefe de Copeia, fortaleciendo los estándares científicos y consolidando una comunidad internacional en herpetología. Sus estudios sobre distribución y ecología de anfibios aportaron bases importantes para la conservación biológica. En su honor se creó el Premio Helen T. Gaige, reconociendo contribuciones en este campo. Su legado también destaca por abrir camino a mujeres en la ciencia en el siglo XX.

En peces sin mandíbula como Pteraspis, la región oral carece de mordida activa y está formada por cartílagos que delimitan una abertura rígida. Detrás se encuentra un sistema branquial en forma de “cesta”, similar al de cefalocordados y tunicados, especializado en filtración. Sin embargo, ya aparecen elementos bucales con cierta movilidad, indicando una transición funcional. En linajes posteriores, esta red se simplifica y reorganiza en estructuras más articuladas, permitiendo una mejor ventilación y la captura activa de alimento. Este proceso evolutivo culmina en la formación de las mandíbulas.

La figura muestra el cráneo interno de un placodermo como Bothriolepis, destacando el condrocráneo y esplacnocráneo que sostenían el encéfalo y la región branquial. Se identifican la cavidad orbital, la abertura pineal y la cápsula nasal. En la zona mandibular aparecen el palatocuadrado y el cartílago de Meckel, junto a la hiomandíbula, claves en la articulación primitiva. Los arcos branquiales posteriores evidencian una organización segmentada funcional. La imagen representa un modelo idealizado del cráneo interno cartilaginoso. Externamente existía un cráneo dérmico formado por placas óseas protectoras. Ambos sistemas se integraron progresivamente, proporcionando rigidez y soporte, constituyendo la base del cráneo en vertebrados mandibulados.

El cráneo de los peces óseos integra huesos dérmicos y endoesqueléticos en una estructura diversa y funcional. En formas poco derivadas se distinguen premaxilar, maxilar, dentario y el opérculo. La articulación cuadrado–angular permite una mandíbula móvil eficiente, clave para la succión. Los huesos del cinturón pectoral (como el cleitro) están unidos al cráneo y son homólogos al hombro en tetrápodos. Por ello, no existe un cuello móvil: la cabeza no se mueve de forma independiente, sino junto al cuerpo, lo que refleja un estado evolutivo previo a la separación cabeza–cintura escapular.

El cráneo de los peces óseos combina huesos dérmicos y endoesqueléticos en una estructura funcional y diversa. En formas poco derivadas se reconocen premaxilar, maxilar, dentario y el opérculo, con múltiples modificaciones según la dieta. Destaca la articulación cuadrado–angular, que permite una mandíbula móvil y eficiente, clave en la succión alimentaria. Además, los huesos del cinturón pectoral como el cleitro están unidos al cráneo y son homólogos a los hombros de tetrápodos. Por ello, los peces óseos no poseen un cuello móvil: la cabeza está integrada al cuerpo y el movimiento depende del desplazamiento corporal completo.

La figura muestra una secuencia evolutiva desde Eusthenopteron hasta Acanthostega, evidenciando cambios en el cráneo y aparato visceral. El neurocráneo protege el encéfalo, mientras el arco hioideo y los arcos branquiales participan en ventilación y soporte. A medida que avanza la serie, el cráneo se vuelve más aplanado, indicando adaptación a aguas someras. La mandíbula translúcida permite observar su estructura interna. En Eusthenopteron, el hioides es robusto; en Panderichthys se reorganiza el sistema branquial. Posteriormente, el hioides se divide en funciones auditivas y faríngeas. En Acanthostega, los arcos branquiales se reducen y la aleta se transforma en extremidad con dígitos, marcando la transición pez–tetrápodo.

El cráneo de la rana muestra una estructura ligera con neurocráneo compacto y huesos dérmicos como maxila y premaxila. La mandíbula incluye el dentario y el articular, donde destaca la articulación cuadrado–articular, aunque el cuadrado está muy reducido, reflejando una simplificación evolutiva frente a otros vertebrados. El aparato hioideo está altamente desarrollado, con el basihial y elementos asociados formando una estructura amplia que sostiene la garganta y permite funciones clave como el canto y la resonancia. Esta expansión contrasta con la reducción mandibular y evidencia una reorganización funcional del cráneo. La antigua hiomandíbula se transforma en un solo hueso del oído medio, el stapes o columela, encargado de transmitir vibraciones. Así, el cráneo anuro integra reducción estructural, especialización acústica y adaptación terrestre.

5. Calcar las siguientes ilustraciones en el cuaderno

[Variaciones de la mandíbula de los peces]

Los teleósteos presentan una gran diversidad ecológica, pero conservan un plan craneal básico común, con premaxila, maxila, dentario y un opérculo que protege las branquias. Las variaciones entre especies reflejan adaptaciones alimentarias: huesos más robustos para triturar, hocicos cortos para alimentación selectiva o estructuras elongadas con dientes prominentes para captura activa. Incluso en casos extremos como el needlefish, la organización ósea se mantiene. Esto demuestra que la evolución en teleósteos actúa principalmente mediante cambios proporcionales en tamaño y forma, sin reemplazar los elementos fundamentales. Así, combinan una notable estabilidad estructural con una alta flexibilidad funcional, lo que explica su éxito evolutivo.

Figura. Helen Thompson Gaige

 Helen Thompson Gaige (1890–1976) fue una destacada herpetóloga estadounidense vinculada a la Universidad de Míchigan, donde desarrolló una carrera científica en una época en la que la participación femenina en las ciencias naturales era aún limitada. Se formó en el ámbito de la zoología y desde muy temprano se especializó en el estudio de anfibios y reptiles, integrándose al University of Michigan Museum of Zoology (UMMZ). Su trabajo combinó la investigación de campo, la curaduría de colecciones y la documentación sistemática de especies, contribuyendo a consolidar la herpetología como una disciplina rigurosa dentro de la biología.

Uno de sus aportes más influyentes fue su papel como Editora en Jefe de la revista científica Copeia, una de las publicaciones más importantes en el estudio de peces, anfibios y reptiles. Durante su gestión, que se extendió por varias décadas, fortaleció los estándares editoriales y promovió la difusión de investigaciones de alta calidad, ayudando a estructurar una comunidad científica internacional en herpetología. Además, participó activamente en sociedades científicas, siendo reconocida por su liderazgo y capacidad organizativa. Su labor editorial fue tan significativa que posteriormente se estableció el Premio Helen T. Gaige, otorgado por contribuciones destacadas en este campo.

En el plano científico, Gaige se enfocó en la taxonomía, distribución y ecología de anfibios, con especial atención a especies de América del Norte y Centroamérica. Sus estudios contribuyeron a comprender la diversidad biológica y las relaciones entre organismos y ambiente, sentando bases para investigaciones posteriores en conservación. Más allá de sus publicaciones, su legado reside también en haber abierto camino para futuras generaciones de científicas, demostrando que el trabajo sistemático, la observación rigurosa y la organización del conocimiento son fundamentales para el avance de la biología. Su figura representa la consolidación institucional de la herpetología en el siglo XX.

Proceso digestivo en vertebrados Mandíbula, el oído y el habla, 1

Pasteur y Kock un duelo de gigantes en un mundo de microbios. Parte 4.

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1. Calcar las siguientes ilustraciones en el cuaderno junto con la transcripción de sus textos correspondientes.

[Los ratones de laboratorio]                                      [La jeringa y la aguja de inyección]

2. Transcribe el siguiente texto al cuaderno

 Tras el éxito del tratamiento de Joseph Meister, Louis Pasteur comprendió el impacto público de la vacunación y reforzó su prestigio con el caso de Jean-Baptiste Jupille, ampliamente difundido por la prensa. Esto generó una gran demanda de tratamiento y llevó a la creación del Instituto Pasteur en 1887, consolidando la medicina científica con proyección social. Mientras tanto, Robert Koch buscó un avance equivalente enfrentando la tuberculosis, presentando la tuberculina en 1890. Aunque inicialmente fue interpretada como una cura, su eficacia resultó limitada, mostrando los riesgos de la sobreinterpretación científica.

A pesar de este revés, el episodio impulsó la creación de institutos biomédicos y fortaleció la investigación en enfermedades infecciosas. La rivalidad entre Pasteur y Koch trascendió lo personal, convirtiéndose en una competencia entre tradiciones científicas nacionales. En este contexto, se lograron avances como la identificación de Yersinia pestis por Alexandre Yersin. Tras la muerte de Pasteur y Koch, sus legados consolidaron la teoría germinal, promovieron políticas de salud pública y aumentaron la esperanza de vida. La microbiología pasó a ser un pilar del Estado moderno, mostrando que la ciencia, además de conocimiento, es un instrumento clave en la organización social y política.

3. Bilinguismo

(A) The rivalry between Pasteur and Koch accelerated advances in microbiology, leading to vaccines, bacterial identification, and modern medical research.

(B) Their work established the germ theory of disease, transforming public health, increasing life expectancy, and shaping modern scientific medicine.

(C)  (1) rivalry — rivalidad (2) between — entre (3) accelerated — aceleró (4) advances — avances (5) microbiology — microbiología (6) leading — llevando (7) vaccines — vacunas (8) bacterial — bacteriana (9) identification — identificación (10) modern — moderna (11) medical — médica (12) research — investigación (13) work — trabajo (14) established — estableció (15) germ theory — teoría germinal (16) disease — enfermedad (17) transforming — transformando (18) public health — salud pública (19) increasing — aumentando (20) life expectancy — esperanza de vida (21) shaping — moldeando (22) scientific — científica (23) medicine — medicina

(D) La rivalidad entre Pasteur y Koch aceleró los avances en microbiología, dando lugar a vacunas, la identificación de bacterias y la investigación médica moderna.

(E) Su trabajo estableció la teoría germinal de la enfermedad, transformando la salud pública, aumentando la esperanza de vida y dando forma a la medicina científica moderna.

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Mirar la primera parte del documental [Enlace a Video]

5. Realizar las siguientes ilustraciones

[Institutos biomédicos]                                             [Traje de bioseguridad]

 

Pasteur y Kock un duelo de gigantes en un mundo de microbios. Parte 3.

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1. Calcar las siguientes ilustraciones en el cuaderno junto con la transcripción de sus textos correspondientes.

[Louis Thuillier]                                 [El agua como vector de enfermedades]

2. Transcribe el siguiente texto al cuaderno

 En 1883, una grave epidemia de cólera en El Cairo reunió a las escuelas científicas de Koch y Pasteur, quienes compitieron por identificar su causa en condiciones de campo difíciles. Pasteur envió a Émile Roux y su equipo, mientras Koch lideró la expedición alemana. La muerte del discípulo Louis Thuillier evidenció los riesgos de la investigación microbiológica temprana, generando incluso un gesto de respeto por parte de Koch. Tras la retirada francesa, Koch continuó en India, donde identificó la relación entre el cólera y el agua contaminada, aislando el Vibrio cholerae y consolidando la teoría germinal aplicada a enfermedades humanas.

Mientras tanto, Pasteur buscó un logro equivalente enfocándose en la rabia, una enfermedad letal con periodo de incubación prolongado. Aunque no podía observar el agente causal —un virus—, desarrolló una técnica de atenuación usando médulas espinales infectadas. Este avance permitió la vacunación postexposición, aplicada por primera vez en Joseph Meister, un niño mordido por un perro rabioso. Tras múltiples inoculaciones supervisadas médicamente, el tratamiento fue exitoso. A pesar de los dilemas éticos, este caso demostró que era posible prevenir una enfermedad incluso después del contagio, consolidando la vacunación como herramienta clave de la medicina moderna y marcando un punto de inflexión en la historia de la microbiología.

3. Bilinguismo

(A) During the 1883 cholera epidemic, Koch identified Vibrio cholerae and linked the disease to contaminated water, while the rivalry with Pasteur shaped advances in field microbiology.

(B) Meanwhile, Pasteur developed a rabies vaccine using attenuation and successfully treated Joseph Meister, proving that post-exposure vaccination could prevent a fatal disease.

(C)  (1) during — durante (2) cholera — cólera (3) epidemic — epidemia (4) identified — identificó (5) linked — vinculó (6) disease — enfermedad (7) contaminated — contaminada (8) water — agua (9) rivalry — rivalidad (10) shaped — moldeó (11) advances — avances (12) field — campo (13) microbiology — microbiología (14) meanwhile — mientras tanto (15) developed — desarrolló (16) rabies — rabia (17) vaccine — vacuna (18) using — usando (19) attenuation — atenuación (20) successfully — exitosamente (21) treated — trató (22) proving — demostrando (23) post-exposure — postexposición (24) vaccination — vacunación (25) prevent — prevenir (26) fatal — mortal (27) disease — enfermedad

(D) Durante la epidemia de cólera de 1883, Koch identificó el Vibrio cholerae y vinculó la enfermedad con el agua contaminada, mientras que la rivalidad con Pasteur impulsó avances en la microbiología de campo.

(E) Mientras tanto, Pasteur desarrolló una vacuna contra la rabia mediante atenuación y trató con éxito a Joseph Meister, demostrando que la vacunación postexposición puede prevenir una enfermedad mortal.

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[Microscopio electrónico]                              [Vacunación de Joseph Meister]

Figura. Traje de bioseguridad

El traje de bioseguridad tiene antecedentes lejanos en la respuesta a la peste negra, cuando los médicos usaban máscaras con forma de pico de ave rellenas de hierbas aromáticas, creyendo que filtraban “miasmas”. Aunque hoy sabemos que eran ineficaces contra bacterias como Yersinia pestis, representaban un primer intento de protección frente al contagio. Durante los siglos siguientes, la protección siguió siendo rudimentaria. En la época de los primeros bacteriólogos, como Pasteur y Koch, no existían equipos especializados: los investigadores trabajaban con batas simples, instrumentos básicos y una confianza peligrosa en su experiencia, disciplina y resistencia personal.

Esta falta de protección tuvo consecuencias graves. Numerosos científicos contrajeron las enfermedades que estudiaban, evidenciando la necesidad de protocolos más rigurosos. Con el avance del siglo XX surgieron conceptos como la esterilización, las cabinas de flujo laminar y, finalmente, los laboratorios de bioseguridad (BSL). En los niveles más altos, como BSL-4, se utilizan trajes completamente sellados con presión positiva, conectados a sistemas de aire filtrado, diseñados para evitar cualquier contacto con patógenos altamente peligrosos como el virus del Ébola o bacterias causantes de la peste. Estos trajes no solo protegen al investigador, sino que también evitan la liberación accidental de agentes infecciosos al ambiente.

Sin embargo, estos sistemas modernos requieren infraestructura compleja, mantenimiento constante y altos niveles de financiación. No todos los países pueden sostener laboratorios de máxima bioseguridad, lo que introduce una dimensión política y económica en la protección sanitaria global. La historia del traje de bioseguridad muestra así una transición desde la improvisación y el riesgo individual hacia sistemas altamente controlados, donde la seguridad depende tanto del conocimiento científico como de decisiones colectivas sobre inversión en salud pública.

Figura. Institutos biomédicos

Los institutos biomédicos y microbiológicos son estratégicos porque convierten la investigación básica en diagnóstico, vacunas, vigilancia epidemiológica y respuesta rápida ante epidemias. El Instituto Pasteur, fundado en París en 1887–1888 tras el éxito de la vacunación antirrábica, se volvió modelo mundial: combinó laboratorio, hospital, formación científica y salud pública. Desde allí se impulsaron investigaciones sobre rabia, difteria, peste bubónica y enfermedades emergentes; su red internacional comenzó temprano, con el Instituto Pasteur de Saigón en 1891, y en 1894 Alexandre Yersin identificó el bacilo de la peste durante el brote de Hong Kong.

Para las grandes potencias, estos centros no son solo académicos: son parte de la seguridad nacional. Permiten detectar brotes, formar especialistas, producir conocimiento local y responder a amenazas como tuberculosis, cólera, VIH, COVID-19 o enfermedades hemorrágicas. El Robert Koch Institute cumple ese papel en Alemania como referente de vigilancia y control infeccioso; en Estados Unidos, el NIAID conduce y financia investigación básica y aplicada para entender, tratar y prevenir enfermedades infecciosas, inmunológicas y alérgicas.

Sus logros incluyen el aislamiento de patógenos, el desarrollo de técnicas de cultivo, vacunas, sueros, pruebas diagnósticas, vigilancia molecular y coordinación internacional. Por eso, la ciencia biomédica moderna ya no depende solo de genios individuales como Pasteur o Koch, sino de instituciones permanentes capaces de sostener investigación durante décadas.

Cinco instituciones especialmente importantes hoy son: Institut Pasteur (Francia y red internacional), Robert Koch Institute (Alemania), NIAID/NIH (Estados Unidos), Wellcome Sanger Institute (Reino Unido, genómica biomédica) y CDC (Estados Unidos, vigilancia epidemiológica y salud pública).

Figura. La jeringa y la aguja de inyección

La jeringa y la aguja de inyección modernas surgieron en el siglo XIX, aunque la idea de introducir sustancias en el cuerpo es mucho más antigua. El gran salto ocurrió hacia 1853, cuando Alexander Wood y Charles Pravaz desarrollaron jeringas hipodérmicas funcionales con agujas huecas. Esto permitió administrar medicamentos, vacunas o sustancias experimentales directamente bajo la piel o en tejidos específicos. En las investigaciones de Pasteur y Koch, estos instrumentos fueron esenciales para inocular microorganismos atenuados, probar vacunas, reproducir infecciones en animales y estudiar la relación entre patógeno y enfermedad.

Su importancia científica fue enorme porque permitió controlar mejor la dosis, la vía de entrada y el momento de aplicación. Gracias a las jeringas se pudieron realizar experimentos más precisos con conejos, perros y otros modelos animales. Sin embargo, también tenían riesgos: una mala esterilización podía transmitir infecciones, y cualquier error al manipular agentes como la rabia podía ser mortal. Además, su uso abrió debates éticos sobre experimentación animal y humana, especialmente cuando las técnicas todavía no estaban reguladas como hoy.

Durante mucho tiempo, las jeringas fueron de vidrio reutilizable y las agujas de metal, por lo que debían hervirse o esterilizarse cuidadosamente. En el siglo XX se difundieron las jeringas de plástico desechable, que redujeron la transmisión de enfermedades por reutilización, aunque aumentaron el problema de residuos biomédicos. Actualmente son indispensables para vacunación, anestesia, medicamentos, extracción de muestras y terapias crónicas, pero también pueden tener usos impropios, como la aplicación no médica de sustancias o el intercambio inseguro de agujas. Por eso su historia combina avance médico, riesgo técnico y responsabilidad sanitaria.

Figura 1. Los ratones de laboratorio

Los ratones (Mus musculus) son uno de los modelos más importantes en la investigación biomédica. Su uso se remonta al siglo XIX, cuando comenzaron a emplearse en estudios de herencia y enfermedad por su rápida reproducción, tamaño manejable y similitudes fisiológicas con los humanos. A inicios del siglo XX, con el desarrollo de líneas endogámicas estandarizadas, se consolidaron como organismos modelo para estudiar genética, inmunología, cáncer y enfermedades infecciosas. Posteriormente, con la ingeniería genética, surgieron los ratones transgénicos y “knockout”, en los que se activan o desactivan genes específicos, permitiendo analizar funciones biológicas complejas y mecanismos de enfermedad con gran precisión.

A pesar de su enorme utilidad, el uso de ratones plantea cuestiones éticas y limitaciones científicas, ya que no siempre reproducen exactamente la biología humana. Por ello, en la actualidad se buscan alternativas como los organoides (cultivos tridimensionales de tejidos), los “biochips” u órganos en chip, que simulan funciones de órganos humanos en microdispositivos, y modelos computacionales avanzados basados en inteligencia artificial. Estas tecnologías permiten reducir el número de animales utilizados y mejorar la predicción de respuestas humanas. Sin embargo, todavía no pueden reemplazar completamente a los modelos animales, especialmente cuando se estudian sistemas complejos como el sistema inmune o las interacciones entre múltiples órganos.

El papel de los ratones ha sido tan significativo que incluso ha sido reconocido simbólicamente. En Novosibirsk, Rusia, existe una estatua de un ratón de laboratorio tejiendo ADN, homenaje a su contribución al avance científico. Este monumento refleja una realidad fundamental: gran parte del conocimiento biomédico moderno, incluyendo vacunas, terapias y técnicas quirúrgicas, ha sido posible gracias a estos modelos. Aunque el futuro apunta hacia métodos alternativos más éticos y precisos, los ratones siguen siendo, por ahora, una herramienta insustituible en la investigación científica.

Figura. Vacunación de Joseph Meister

El caso de Joseph Meister en 1885 ilustra con claridad el carácter de todo o nada de la vacunación en ciertas enfermedades. Tras una mordedura con alto riesgo de rabia, una enfermedad prácticamente mortal una vez aparecen los síntomas, la intervención de Pasteur representó la única posibilidad de supervivencia. Este episodio no solo marcó un hito científico, sino que evidenció que, en muchas situaciones, la vacunación no es opcional, sino la única defensa efectiva frente a patógenos letales. A diferencia de otros tratamientos, no busca curar después del daño, sino prevenir que el proceso irreversible ocurra.

En la actualidad, muchas de estas enfermedades han desaparecido de la vida cotidiana gracias a campañas de vacunación sostenidas, lo que genera una falsa sensación de seguridad. Nombres como poliomielitis, difteria, sarampión o incluso tétanos neonatal pueden parecer lejanos o irrelevantes, como términos técnicos de una clase de biología. Sin embargo, históricamente causaron millones de muertes y secuelas graves. La poliomielitis dejó generaciones con parálisis permanente; el sarampión, altamente contagioso, puede provocar encefalitis; la difteria afecta el sistema respiratorio y cardíaco. Estas enfermedades no han desaparecido completamente: permanecen controladas solo mientras se mantenga una alta cobertura vacunal.

Los efectos de reducir esa cobertura se han observado repetidamente. En Samoa (2019), una caída en la vacunación provocó un brote de sarampión con miles de casos y decenas de muertes, principalmente en niños. En Europa y Estados Unidos, diversos brotes desde 2010 se han vinculado a comunidades influenciadas por movimientos antivacunación, alimentados por desinformación. En estos contextos, enfermedades previamente controladas resurgen con rapidez. Estos casos muestran que la vacunación no es solo una decisión individual, sino un compromiso colectivo: cuando se debilita, los patógenos reaparecen y las consecuencias pueden ser nuevamente devastadoras.

Figura. Microscopio electrónico

El microscopio electrónico representa un salto cualitativo frente a los primeros instrumentos ópticos desarrollados por Antonie van Leeuwenhoek en el siglo XVII, Robert Hooke y, más tarde, los perfeccionados microscopios Zeiss del siglo XIX. Mientras estos últimos utilizaban luz visible y lentes de vidrio para ampliar imágenes, el microscopio electrónico, desarrollado en la década de 1930 por científicos como Ernst Ruska, emplea haces de electrones. Dado que los electrones tienen una longitud de onda mucho menor que la luz visible, permiten alcanzar resoluciones muchísimo más altas. Los mejores microscopios ópticos están limitados a unos 200 nanómetros, mientras que los electrónicos pueden observar estructuras del orden de nanómetros o incluso menos, revelando detalles internos de células, virus y macromoléculas.

Esta diferencia técnica transforma completamente lo que puede observarse. Con los microscopios de Leeuwenhoek o Hooke apenas se distinguían formas generales —como “animálculos” o celdillas—, y con los Zeiss del siglo XIX se logró describir con claridad núcleos, bacterias y tejidos. Sin embargo, el microscopio electrónico permite ver orgánulos celulares, membranas, ribosomas e incluso la estructura de algunos virus, imposibles de detectar con luz visible. Esto no solo aumentó la resolución, sino que abrió nuevas disciplinas como la biología celular moderna y la virología estructural, al hacer visible un nivel completamente nuevo de organización de la materia viva.

No obstante, a estas escalas aparece una consecuencia importante: las imágenes no tienen color real. El color, tal como lo percibimos, surge de la interacción de la luz visible con los objetos, pero cuando observamos estructuras más pequeñas que la longitud de onda de la luz, esa interacción deja de tener sentido en términos perceptivos. Los microscopios electrónicos producen imágenes en escala de grises, basadas en la densidad electrónica de las muestras. Los colores que a veces se ven en imágenes científicas son añadidos artificialmente para facilitar la interpretación. Así, al penetrar en escalas extremadamente pequeñas, la ciencia revela no solo nuevas formas, sino también los límites físicos de nuestra percepción.

Figura. El agua como vector de enfermedades

El agua puede actuar como un poderoso vehículo de diseminación de enfermedades cuando se contamina con heces humanas o animales que contienen microorganismos patógenos. En el siglo XIX, durante su expedición a la India, Robert Koch observó que el cólera se propagaba siguiendo las fuentes de agua: las personas lavaban ropa contaminada río arriba y, aguas abajo, otras consumían esa misma agua sin tratamiento. Este patrón permitió vincular la enfermedad con el consumo de agua contaminada, y llevó al aislamiento de Vibrio cholerae. El hallazgo no solo confirmó la teoría germinal, sino que mostró que el control del agua era esencial para prevenir epidemias, especialmente en contextos de alta densidad poblacional y baja infraestructura sanitaria.

Una de las medidas más eficaces para reducir el riesgo es hervir el agua. El calor destruye bacterias, virus y muchos parásitos al desnaturalizar sus estructuras. En condiciones normales, se recomienda llevar el agua a ebullición completa (cuando burbujea vigorosamente) y mantenerla al menos 1 a 3 minutos; en zonas de gran altitud, donde el punto de ebullición es menor, conviene prolongar el tiempo. Este proceso elimina agentes como Vibrio cholerae, Salmonella, Shigella y diversos virus entéricos. Sin embargo, hervir no elimina contaminantes químicos, por lo que debe combinarse con fuentes seguras y, cuando sea posible, sistemas de filtración o cloración.

El consumo de agua contaminada está asociado con enfermedades graves como el cólera, la fiebre tifoidea, la disentería bacteriana, la hepatitis A, la giardiasis y la amebiasis. Todas ellas comparten una vía de transmisión fecal-oral, donde los patógenos pasan de una persona infectada al agua y de allí a nuevos huéspedes. La lección histórica de Koch sigue vigente: el acceso a agua potable segura es una de las intervenciones más efectivas en salud pública. Medidas simples como hervir el agua, mejorar el saneamiento y evitar la contaminación de fuentes hídricas han salvado millones de vidas y continúan siendo esenciales en muchas regiones del mundo.

Figura. Louis Thuillier

 Louis Thuillier (1856–1883) fue un joven químico y bacteriólogo francés, discípulo de Louis Pasteur, que participó en los primeros años de la microbiología experimental. Se integró al grupo pasteuriano en una época en la que estudiar enfermedades infecciosas significaba trabajar casi a ciegas, sin antibióticos, sin protocolos modernos de bioseguridad y con métodos todavía incompletos. En 1883, durante la epidemia de cólera en Egipto, Pasteur envió a Thuillier junto con Émile Roux y otros colaboradores para investigar la causa de la enfermedad. Allí, en medio de una crisis sanitaria devastadora, Thuillier contrajo cólera y murió pocos días después, con apenas 27 años. Su muerte mostró que la búsqueda de los microbios no era una tarea abstracta, sino un trabajo peligroso que podía costar la vida.

El caso de Thuillier no fue único. Otros investigadores también murieron por las enfermedades que intentaban comprender. Daniel Alcides Carrión, estudiante peruano de medicina, se inoculó en 1885 material de una lesión de verruga peruana para demostrar la relación con la fiebre de Oroya, hoy conocida como enfermedad de Carrión, y murió como consecuencia del experimento. Jesse Lazear, miembro de la comisión estadounidense sobre fiebre amarilla en Cuba, murió en 1900 tras contraer la enfermedad durante los estudios que confirmaron la transmisión por mosquitos. Howard Taylor Ricketts falleció en 1910 en Ciudad de México mientras investigaba el tifus, después de demostrar su transmisión por piojos. Adrian Stokes murió en 1927 durante investigaciones sobre fiebre amarilla en África occidental, contribuyendo al desarrollo de modelos experimentales de la enfermedad.

Estos sacrificios no fueron en vano. Carrión ayudó a aclarar una enfermedad andina antes confusa; Lazear contribuyó a transformar la prevención de la fiebre amarilla mediante control de mosquitos; Ricketts dejó su nombre ligado a todo un grupo de bacterias, las rickettsias; y Stokes fortaleció la investigación que conduciría a mejores estrategias contra la fiebre amarilla. Junto con Thuillier, representan una generación de científicos que enfrentó directamente el riesgo biológico para convertir enfermedades temidas en problemas naturales, investigables y finalmente controlables.

Pasteur y Kock un duelo de gigantes en un mundo de microbios. Parte 2.

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1. Calcar las siguientes ilustraciones en el cuaderno junto con la transcripción de sus textos correspondientes.

[Cultivos bacterianos]                                    [Edward Jenner]

2. Transcribe el siguiente texto al cuaderno

 En 1880, Robert Koch se trasladó a Berlín, donde desarrolló nuevas técnicas para demostrar que microorganismos específicos causan enfermedades específicas. El principal problema era aislar bacterias puras, ya que los cultivos líquidos mezclaban especies y generaban contaminación. Koch resolvió esto mediante el uso de medios sólidos, permitiendo observar colonias separadas y establecer relaciones causales claras. Paralelamente, Louis Pasteur avanzó en la vacunación, demostrando públicamente la eficacia de una vacuna contra el carbunco, confirmando que una forma atenuada del patógeno podía generar inmunidad. Estos avances consolidaron la teoría germinal y transformaron la medicina hacia una ciencia experimental.

La rivalidad entre Pasteur y Koch, influida también por tensiones políticas, impulsó el progreso científico. Mientras Pasteur perfeccionó técnicas como las diluciones seriadas y realizó estudios de campo sobre la transmisión, Koch identificó estructuras resistentes como las esporas y desarrolló métodos precisos de tinción para observar bacterias. Su mayor logro fue la identificación del agente causal de la tuberculosis, demostrando que enfermedades complejas podían tener causas específicas. La mediación de científicos como Joseph Lister permitió integrar enfoques experimentales distintos. Así, la competencia entre ambos no fue un obstáculo, sino un motor que aceleró el desarrollo de la microbiología moderna, basada en evidencia reproducible, experimentación controlada y explicación natural de las enfermedades.

3. Bilinguismo

(A) Robert Koch developed methods to isolate and culture bacteria, proving that specific microorganisms cause specific diseases and advancing experimental microbiology.

(B) At the same time, Pasteur’s work on vaccination and their rivalry drove progress, leading to the discovery of the tuberculosis bacterium and establishing modern scientific medicine.

(C)  (1) developed — desarrolló (2) methods — métodos (3) isolate — aislar (4) culture — cultivar (5) bacteria — bacterias (6) proving — demostrando (7) specific — específicos (8) microorganisms — microorganismos (9) cause — causan (10) diseases — enfermedades (11) advancing — impulsando (12) experimental — experimental (13) microbiology — microbiología (14) work — trabajo (15) vaccination — vacunación (16) rivalry — rivalidad (17) drove — impulsó (18) progress — progreso (19) leading — llevando (20) discovery — descubrimiento (21) tuberculosis — tuberculosis (22) bacterium — bacteria (23) establishing — estableciendo (24) modern — moderna (25) scientific — científica (26) medicine — medicina

(D) Robert Koch desarrolló métodos para aislar y cultivar bacterias, demostrando que microorganismos específicos causan enfermedades específicas e impulsando la microbiología experimental.

(E) Al mismo tiempo, el trabajo de Pasteur sobre la vacunación y su rivalidad impulsaron el progreso, llevando al descubrimiento de la bacteria de la tuberculosis y estableciendo la medicina científica moderna.

4. Mira la siguiente presentación

Mirar la primera parte del documental [Enlace a Video]

5. Realizar las siguientes ilustraciones

[Joseph Lister]                                               [Microscopios Zeiss]

Figura. Microscopios Zeiss

En el siglo XIX, los microscopios Zeiss se convirtieron en instrumentos clave para el desarrollo de la biología moderna. Fabricados por la empresa alemana fundada por Carl Zeiss en Jena, estos dispositivos alcanzaron una precisión óptica sin precedentes gracias a la colaboración con el físico Ernst Abbe y el químico Otto Schott. Abbe desarrolló una teoría matemática de la formación de imágenes microscópicas, lo que permitió diseñar lentes con menor aberración y mayor resolución. Esto significó que, por primera vez, los científicos podían observar estructuras celulares con un nivel de detalle consistente y reproducible, superando las limitaciones de los microscopios anteriores, que a menudo generaban imágenes borrosas o distorsionadas.

Esta superioridad tecnológica otorgó una clara ventaja a los microscopistas alemanes, quienes lideraron importantes descubrimientos en histología y microbiología. Investigadores como Robert Koch aprovecharon estos instrumentos para identificar bacterias específicas asociadas a enfermedades, mientras que otros científicos pudieron describir con mayor precisión la organización interna de las células. Gracias a la mejora en la calidad de imagen y al uso complementario de técnicas como las tinciones químicas, fue posible distinguir estructuras como el núcleo, el citoplasma y otros componentes celulares, consolidando la idea de que la célula era la unidad fundamental de la vida.

Estos avances contribuyeron a establecer una clasificación general de los seres vivos basada en la estructura celular. Se distinguieron dos grandes tipos: las células procariotas, como las bacterias, que carecen de núcleo definido y presentan una organización interna más simple; y las células eucariotas, como las animales y vegetales, que poseen un núcleo delimitado y una mayor complejidad estructural. Esta distinción, que hoy es fundamental en biología, fue posible en gran medida gracias a los avances tecnológicos en microscopía. Así, los microscopios Zeiss no solo mejoraron la observación, sino que transformaron la forma en que los científicos comprendían la organización y diversidad de la vida.