10 Primicias innovadoras en biología

Es fácil olvidar que las ideas que nos parecen obvias hoy, con siglos de retrospectiva colectiva a las que recurrir, por lo general no comenzaron de esa manera. El hecho de que demos por sentado algunas cosas es probablemente parte de por qué sus historias de origen son tan interesantes. Ya hemos cubierto ejemplos de ley, medicina y astronomía. Ahora es el turno de la biología.

10La comprensión de que los animales pueden extinguirse

Si estuvieras caminando por la playa y encontraras un fósil, naturalmente asumirías que proviene de algunas especies extintas. La idea de que las especies se extinguen es tan normal para nosotros que es difícil imaginar un momento en que la gente pensara que cada tipo de criatura todavía estaba viva en algún lugar. Sin embargo, la gente creía que Dios lo había creado todo. ¿Por qué iba a crear algo que no era apto para vivir?

Georges Cuvier fue la primera persona en cuestionar esto. En 1796, escribió un artículo sobre elefantes, en el que describía las variaciones africanas y asiáticas. También mencionó un tercer tipo de elefante, conocido solo por la ciencia por sus huesos. Cuvier notó diferencias clave en la forma de la mandíbula de este tercer elefante y sugirió que era una especie completamente diferente. Lo llamó el mastodonte, pero ¿dónde estaban los especímenes vivos?

Según Curvier: "Todos estos hechos, consistentes entre sí, y no rechazados por ningún informe, me parecen probar la existencia de un mundo anterior al nuestro, destruido por algún tipo de catástrofe". Esta idea revolucionaria. Curvier investigó los antiguos fósiles de vertebrados, acuñando el nombre de Pterodactyl en el proceso, y descubrió que los reptiles alguna vez habían sido las especies dominantes.

9Las primeras células cultivadas fuera del cuerpo

Si un biólogo desea investigar el funcionamiento interno de las células animales, es mucho más fácil si esas células no forman parte del animal en ese momento. Hoy en día, los biólogos cultivan una vasta franja de células in vitro, con múltiples beneficios para nuestra comprensión de la vida. Wilhelm Roux, un zoólogo alemán, fue la primera persona en intentar mantener las células vivas fuera de un huésped. En 1885, puso parte de un embrión de pollo en una solución salina y lo mantuvo vivo durante unos días.

La investigación continuó durante un par de décadas con científicos manteniendo el tejido vivo, pero no fue hasta 1907 que alguien logró hacer crecer nuevas células en solución. Ross Harrison tomó tejido de embriones de rana y logró que produjeran nuevas fibras nerviosas, que luego logró mantener vivo durante un mes. Ahora, las líneas celulares pueden mantenerse vivas indefinidamente: los científicos todavía están haciendo experimentos con líneas de una mujer que ha estado muerta por más de 50 años.

8El descubrimiento de la homeostasis

Probablemente aprendiste sobre la homeostasis en la escuela, pero es fácil olvidar lo importante que es. La homeostasis es uno de los cuatro principios unificadores de la biología moderna, junto con la evolución, la genética y la teoría celular. La idea básica se puede resumir en una frase corta: los organismos regulan su entorno interno. Pero al igual que muchas otras ideas que se pueden resumir brevemente: los objetos con masa se atraen entre sí, la Tierra orbita alrededor del Sol, no hay una cuchara, en realidad es una visión bastante profunda de la naturaleza de nuestro mundo.

El hombre a quien se le ocurrió la idea fue Claude Bernard, un científico prolífico de mediados del siglo XIX, que rivalizó con Louis Pasteur por la fama (de hecho, los dos eran amigos). Bernard hizo grandes avances en la comprensión de la fisiología, aunque su afición por la vivisección destruyó su primer matrimonio y su esposa hizo campaña contra su trabajo. Sin embargo, la homeostasis que él llamó medio ambiente-No se reconoció su verdadera importancia hasta décadas después de la muerte de Bernard.

En una conferencia de 1887, Bernard explicó su teoría: “El cuerpo vivo, aunque necesita el entorno que lo rodea, es, sin embargo, relativamente independiente de él. Esta independencia que el organismo tiene de su entorno externo, se deriva del hecho de que en el ser vivo, los tejidos se retiran de hecho de influencias externas directas y están protegidos por un verdadero entorno interno que está constituido, en particular, por los fluidos que circulan. en el cuerpo."

Un científico adelantado a su tiempo a menudo deja de ser reconocido, pero el otro trabajo de Bernard fue suficiente para cimentar su reputación. Sin embargo, a la ciencia le tomó 50 años alcanzar el punto en que podía probar, confirmar y apreciar su idea más importante. Su entrada de 1911 en Enciclopedia Británica No mencioné la homeostasis en absoluto. Sesenta años más tarde, la misma publicación lo llamó su "contribución más fundamental".

7El primer aislamiento de una enzima

Sin duda, aprendiste sobre las enzimas en la escuela, pero en caso de que estés un poco oxidado, son proteínas grandes que ayudan a las reacciones químicas. Entre otras cosas, ayudan a hacer un detergente realmente eficaz. También permiten decenas de miles de reacciones químicas en organismos vivos (muchos de los cuales podrían llevar a las manchas que hacen que el detergente sea tan necesario). Las enzimas son tan importantes para la vida como el ADN: nuestro material genético no puede copiarse sin ellas.

La primera enzima descubierta fue la amilasa, también llamada diastasa, que tiene en su boca en este momento. Descompone el almidón en azúcar y fue descubierto por el químico industrial francés Anselme Payen en 1833. Concentró la enzima pero la mezcla era impura. Durante mucho tiempo, muchos biólogos creyeron que extraer una enzima pura podría ser imposible.

Le llevó casi 100 años al químico estadounidense James Batcheller Sumner demostrar que estaban equivocados. A comienzos de la década de 1920, Sumner se fijó en aislar una enzima. Su objetivo era tan audaz que en realidad perdió una beca con uno de los principales expertos en el campo, que pensaba que el plan era ridículo.Sumner continuó de todos modos, y en 1926 aisló la ureasa, una enzima que descompone la urea en sus componentes químicos. Algunos de sus compañeros dudaron de sus resultados durante años, pero finalmente se vieron obligados a ceder. El trabajo de Sumner le valió el Premio Nobel en 1946.

6La sugerencia de que toda vida tiene un antepasado común

¿Quién fue la primera persona en sugerir que toda la vida evolucionó de una sola criatura? Un grupo de ustedes probablemente respondería "Charles Darwin". Es cierto que Darwin expresó esta idea, una de las líneas más citadas en En el origen de las especies es: "Hay una grandeza en este punto de vista de la vida, con sus diversos poderes, habiendo sido originalmente inspirado en algunas formas o en una sola." En realidad primero expresado décadas antes.

En 1740, el hombre con el nombre más francés de la historia, Pierre Louis Moreau de Maupertuis, sugirió que el "destino ciego" puede haber producido una gran variedad de individuos, de los cuales solo los más capaces sobrevivieron. En 1790, Immanuel Kant señaló que esto podría implicar un padre original de la vida. Cinco años más tarde, Erasmus Darwin escribió: "¿Sería demasiado audaz imaginarlo, que todos los animales de sangre caliente han surgido de un filamento vivo?" Su nieto Charles decidió que no sería demasiado audaz.

5La invención de la tinción

Si alguna vez ha visto imágenes de células tomadas a través de un microscopio (o las ha examinado usted mismo), es muy probable que se hayan teñido primero. La tinción nos permite ver partes de las células que normalmente no son visibles, y ver las cosas visibles con mayor claridad. Hay un montón de diferentes métodos de tinción disponibles y es una de las técnicas más fundamentales en microbiología.

La primera persona en teñir una muestra para examinarla bajo un microscopio fue Jan Swammerdam, un naturalista holandés. Swammerdam es el más famoso por descubrir glóbulos rojos, pero pasó su carrera observando básicamente todo bajo un microscopio. En la década de 1680, escribió sobre el uso de "licores de colores" en gusanos disecados, "para distinguir mejor sus partes internas, que son todas del mismo color".

Desafortunadamente para Swammerdam, ese texto no se publicó durante otros 50 años, momento en el cual ya estaba muerto. Mientras tanto, su compatriota y compatriota naturalista, Antonie van Leeuwenhoek, tuvieron la idea de forma independiente. En 1719, Leeuwenhoek utilizó el azafrán para teñir las fibras musculares para el examen y generalmente se considera el padre de la técnica. Dado que a los dos se les ocurrió la idea, y ambos terminaron con una reputación de pioneros de la microscopía, probablemente no haya nada de lo que sentirse mal de ninguna manera.

4El desarrollo de la teoría celular

"Toda criatura viviente está hecha de células", es una frase que probablemente le dará menos desacuerdo que "la Tierra no es plana". La teoría celular se da por descontada, pero la idea no se presentó hasta el siglo XIX. 150 años después de que Robert Hooke viera por primera vez las células a través de un microscopio. En 1824, Henri Durochet escribió sobre la célula: “Está claro que constituye la unidad básica del estado organizado; de hecho, todo se deriva en última instancia de la célula ", aunque lo escribió en francés.

Aparte de que las células son la unidad básica de la vida, la teoría celular también contiene la idea de que nuevas células se forman cuando otra célula se divide en dos. Dutrochet se perdió esta parte (creía que se formaron nuevas células dentro de sus padres). La comprensión inicial de que las células se dividen a la mitad para reproducirse pertenece a otro francés, Barthelemy Dumortier, pero hay una docena de otras personas que hicieron contribuciones. A veces, una teoría puede ser atribuida a un individuo: Newton, Galileo, Darwin y Einstein saltan a la mente, pero la teoría celular no puede. Se produjo porque muchas personas dieron pequeños pasos hacia el progreso, de la misma manera en que funciona la ciencia moderna.

3Secuenciación de ADN

Hasta su reciente muerte, el científico británico Frederick Sanger tuvo la distinción única de ser la única persona viva que ganó dos premios Nobel. Es el trabajo detrás de su segundo premio que le ha ganado un lugar en esta lista (que es un poco menos de un honor). Su Premio Nobel de 1980 fue compartido con Walter Gilbert, un bioquímico estadounidense. En 1977, ambos habían publicado un método para averiguar la secuencia de los bloques de construcción en una cadena de ADN.

El significado de este avance se refleja en la rapidez con que el comité del Nobel recompensó a los científicos. En última instancia, el método de Sanger resultó más barato y más fácil y se convirtió en el estándar durante un cuarto de siglo. Las columnas de los carriles desigualmente espaciados que produce el método de Sanger se reconocen instantáneamente como pruebas de ADN. Al inventar la técnica, Sanger allanó el camino para las revoluciones en la justicia penal, la biología evolutiva, la medicina y más.

2El descubrimiento de los virus

En la década de 1860, Louis Pasteur se hizo famoso por su teoría de los gérmenes de la enfermedad. Sin embargo, los gérmenes de Pasteur eran solo la mitad de la historia. Los primeros defensores de la teoría de los gérmenes pensaban que las enfermedades infecciosas eran causadas por bacterias. Pero el resfriado común, la gripe, el VIH y otras innumerables afecciones son causadas por algo completamente distinto: virus.

Martinus Beijerinck es el hombre que se dio cuenta por primera vez de que las bacterias no eran toda la historia. En 1898, tomó la savia de las plantas de tabaco infectadas con una condición conocida como enfermedad del mosaico. Pasó la savia a través de una malla tan fina que podía filtrar todas las bacterias. Cuando Beijerinck frotó el líquido filtrado en plantas sanas, todavía se enfermaron. Repitió el experimento y no encontró pérdida de contagio. Llegó a la conclusión de que otra cosa, tal vez un líquido, era el problema. Lo llamo contagium vivum fluidum, o germen vivo soluble.

Beijerinck también tomó una vieja palabra inglesa, virus, y se la dio a su misterioso agente. El descubrimiento de que los virus no eran un líquido cayó en manos de un estadounidense llamado Wendell Stanley. Tomó un tiempo: Stanley ni siquiera nació hasta 1904, seis años después del descubrimiento de Beijerinck. Por su trabajo sobre los virus, Stanley fue uno de los ganadores del Premio Nobel de Química de 1946, que tal vez recuerde que fue compartido con James Sumner por su trabajo sobre las enzimas.

1El rechazo del preformacionismo

Una de las ideas más inusuales de la historia fue el preformacionismo, en algún momento una teoría destacada sobre la creación de bebés. Como su nombre lo indica, la teoría sostenía que todas las criaturas estaban preformadas, es decir, su forma ya estaba completa antes de que comenzaran a crecer. En términos simples, la gente creía que existía un cuerpo humano en miniatura dentro del esperma o el óvulo, esperando encontrar un lugar donde pudiera expandirse. Esta pequeña persona fue llamada un homúnculo.

Uno de los principales defensores del preformacionismo fue Jan Swammerdam, el inventor de las técnicas de tinción anteriores. La idea fue popular durante más de 100 años en los primeros días de la ciencia, desde mediados del siglo XVII hasta finales del siglo XVIII.

La alternativa al preformacionismo es la epigénesis, la idea de que la vida emerge a través de una serie de procesos. Caspar Friedrich Wolff fue la primera persona en presentar esta teoría, en contra de la aceptación de fondo del preformacionismo. Escribió un artículo en 1759 describiendo el desarrollo embrionario como comenzando con una capa de células. Su trabajo era controvertido en ese momento, pero mejorar la tecnología de microscopios hizo que la aceptación de sus ideas fuera inevitable. Para cuando llegó el siglo XIX, el preformacionismo estaba casi muerto.