HISTORIA Y PERSPECTIVAS DE LA BIOLOGÍA

HISTORIA Y PERSPECTIVAS DE LA BIOLOGÍA

Iniciada como descripción y clasificación resultante de la observación del mundo viviente, en el curso de su reciente y rápido desarrollo, la Biología, además de intentar comprender las funciones y estructuras de los seres vivos, ha ido integrando de forma más particular temas hoy más trascendentales, como son el desarrollo y la evolución de los seres. Así, la Biología ha ido diversificándose en numerosas disciplinas que han llegado a alcanzar personalidad propia a medida que se ampliaban sus campos de conocimiento y se configuraban técnicas específicas. Sin embargo, esas diversas especializaciones, provocadas por el descubrimiento de la progresiva trama estructural y funcional de los seres vivos, no son más que diferentes niveles de análisis de la complejidad dirigidos hacia un mismo objetivo de conjunto: el intento de comprender qué es la vida.

Presentar con un cierto detalle el desarrollo de los conocimientos en las ciencias de la vida haría excesivamente largo este apartado; sin embargo, es interesante destacar brevemente los primeros esbozos de la Biología y los nombres, hechos y momentos más significativos en el curso de su historia.

Es muy probable que el hombre fuera biólogo antes que otra cosa. Los fenómenos de nacimiento, crecimiento y muerte, las plantas y animales que le servían de alimento y vestido, su propio cuerpo, sano o enfermo, indudablemente debieron ser para él objeto de serias consideraciones, cuyo motivo no era sino la necesidad cotidiana y los requerimientos de la supervivencia, motivos que aún impulsan en la actualidad las ramas más importantes de la Biología Aplicada. Pero, al igual que sucede con otras ramas de la ciencia, probablemente la primera civilización que mostró cierto interés por la Biología y de la que guardamos testimonios escritos sea la china, varios milenios antes de Cristo. Así, entre el cuarto y el tercer milenio a. C., ya se cultivaba el gusano productor de seda para la obtención de tejidos de dicha fibra. La cultura antigua china ya tenía los tratados de materia médica en los cuales se describen plantas y animales con propiedades terapéuticas, así como numerosas acepciones a la fisiología humana en sus tratados sobre acupuntura. La antigua civilización hindú también hace referencia a los principios anteriores, aunque posiblemente sea debido a la influencia de la cultura china. Sin embargo la cultura hindú genera una medicina desprovista del carácter mágico, y más bien basada en el pensamiento racional. Las culturas mesopotámicas también investigaron aspectos relacionados con la Biología, con la Medicina, y la Zootecnia. Por su parte, los egipcios tenían importantes conocimientos agrícolas, así como profundos conocimientos sobre la anatomía humana y animal, debido a las técnicas de embalsamamiento que realizaban. Ya en el Imperio Antiguo (2700-2200 a.C.) se desarrolla ampliamente la medicina y la cirugía, algunos de cuyos instrumentos y técnicas, convenientemente modificados, se siguen utilizando en la actualidad. Los egipcios recogían muestras vivas de plantas y animales de sus expediciones y desarrollaban jardines zoológicos y botánicos, lo que demuestra un gran interés por las Ciencias Naturales.

Dentro de la cultura occidental, el origen de la Biología como pensamiento y conocimiento organizado, al igual que para otras ramas del saber debemos buscarlo en la antigua Grecia. El pueblo heleno estaba constituido por una serie de tribus, algunas de las cuales, como las de los jonios y los dorios, alcanzaron un gran desarrollo cultural. Entre los primeros, cabe destacar a Tales y a Anaximandro de Mileto, que vivieron entre los años 600-550 a.C. y que fueron los primeros en llevar al mundo helénico el abandonado saber babilónico. En ellos ya están establecidos los principales aspectos del conocimiento biológico. Así por ejemplo,Anaximandro escribe sus pensamientos sobre la adaptación biológica y apunta la idea de un origen común de l organismos, procedente del agua. Entre los segundos, Pitágoras, nacido en la Isla de Samos hacia 580 a. C. destacó por sus aportaciones en Matemáticas y Astronomía, fundó su escuela en la ciudad de Crotona, fundada por los dóricos en la Italia Meridional. Dentro de las escuelas pitagóricas de la Italia meridional, Alcmeón deCrotona (500 a.C.) descubrió por disección los nervios ópticos que conectan los ojos con el cerebro, así como las trompas de Eustaquio que conectan los oídos con la boca. Entre ambos pueblos, en la isla de Cos, unos 600 años antes de Cristo se constituyó la primera institución científica reconocida: una escuela de medicina. Su figura más relevante fue Hipócrates (460-370 a. C.), al que se considera padre de la Biología científica y de la Medicina. Elaboró una teoría general sobre composición de la sustancia viva y toda una serie de tratados médicos que configuran el cuerpo hipocrático, vasta síntesis teórica que abarca temas relacionados con la medicina, la embriología, la fisiología y la anatomía de la época. Sus estudios comparados de los embriones del pollo y del hombre le convierten en el precursor de la embriogénesis, punto de apoyo para la teoría de la evolución.

Dentro de la línea de pensamiento iniciada por Tales, Demócrito (460-360 a.C) establece unas profundas bases biológicas cuyo desarrollo posterior dará frutos en las más diversas disciplinas de las Ciencias de la Naturaleza, incluyendo su clasificación sobre los animales en aquellos con y sin sangre que, aceptada por Aristóteles, se mantiene durante milenios. Su aportación universal sobre la visión atomista y considerar que “el azar no es más que la forma compleja de las leyes de la naturaleza que nosotros ignoramos” parecen sus máximas aportaciones al saber universal.

Sin duda, más influyente para la posteridad fue Aristóteles (384-322 a. C.), el primero en resumir las reglas de un razonamiento riguroso, y en consecuencia, los fundamentos de la lógica sistemática. Nacido enEstagira (Macedonia), se trasladó a Atenas, donde fue discípulo de Platón y maestro de Alejandro Magno. Escribió varios tratados sistemáticos sobre embriogénesis, anatomía y botánica, abordó el problema de la biogénesis, es decir de la generación de las plantas y de los animales, admitiendo para algunos de ellos, formas inferiores, la generación espontánea, y se le considera el padre de la Zoología, observando la morfología y estudiando el comportamiento de más de 500 especies de animales, además de crear una escuela de clasificación biológica. Aristóteles consideraba que las especies biológicas eran fijas y no podían cambiar, y además sugería que su origen no era casual, sino que seguía un plan predeterminado. Estas ideas serán la base del pensamiento biológico durante la Edad Media europea. Su discípulo Teofastos (372-287 a.C.) prestó más atención a los trabajos botánicos. En su Historia de las plantas se recogen algunas aportaciones originales como la observación de la germinación de la semilla.

Tras las conquistas de Alejandro Magno, el centro principal de la ciencia griega pasó a Alejandría (fundada por Alejandro el año 322 a.C.). En el siglo tercero a.C. se produjo una explosión de actividad en el campo médico y biológico en dicha ciudad, bajo el gobierno de los primeros Ptolomeos, dándose una segunda explosión en el siglo segundo de nuestra era, bajo los romanos. Con el Imperio Romano se estableció de una manera pragmática el estudio científico y por tanto se desarrollaron especialmente la Zoología y la Botánica por sus aplicaciones a la ganadería y agricultura. Merecen ser destacadas las descripciones de plantas de Catón (232-147 a.C.) en su libro “De agricultura”. En Roma nunca arraigó la práctica griega de la disección en la enseñanza de la medicina. Adoptaron el contenido de la ciencia griega pero no su método, por lo que sus obras tendían a ser fundamentalmente filosóficas, como la “De la Naturaleza de las Cosas” de Lucrecio (98-55 a. C.), que consideraba al azar como la base de lo vivo, sugiere la sucesión de especies por otras más adaptadas, e incluye el término ‘extinción de las especies’ y selección natural. Destaca también la “Historia Natural” de Plinio el Viejo (23-79 d. C.), una vasta compilación de obras derivadas de escritos de cintos de autores romanos y griegos anteriores, en la que subyace la idea de que la naturaleza existía para atender las necesidades del hombre y que fue durante quince siglos la obra de referencia en Historia Natural.

El último de los autores célebres de medicina de la antigüedad fue Galeno (129-199d.C.), quien estudió medicina en Pérgamo, visitando luego Alejandría y finalmente se estableció en Roma. Galeno hizo disecciones e investigaciones con animales vivos y muertos, si bien no practicó disecciones con cuerpos humanos. Elaboró teorías sobre el funcionamiento del cuerpo humano. Sus teorías fueron muy influyentes y dominaron la medicina hasta los tiempos modernos.

El resurgimiento del saber tuvo lugar cuando en el siglo IX los árabes tradujeron las obras griegas y romanas al árabe e hicieron aportaciones originales como la de Avicena (980-1037), quien basándose en Galeno codifica el conocimiento médico. Las versiones árabes de las obras científicas griegas se tradujeron activamente entre 1125 y 1280. Bajo el patronazgo del emperador Federico II de Sicilia, Miguel Escoto tradujo las obras biológicas de Aristóteles y gran parte de la alquimia musulmana. Como consecuencia de ello y de la fundación de las universidades, se produjo en Europa durante el siglo XIII una breve eclosión de experimentación, sobre todo en anatomía, destacando Mondino de Luzzi (Bolonia, 1279-1326). La filosofía de Aristóteles se integró en la teología católica gracias a Alberto Magno (1193-80). Este autor escribió dos obras: "De Animalibus" y "De Vegetalibus aut Plantis", que son excelentes tratados de Anatomía y Botánica. La Zoología se vio beneficiada en esta época ya que, como consecuencia de la afición a la caza, se escribieron tratados de cetrería. Federico II de Hohenstaufen (1194-1250) en su obra "De arte venandi cum avibus" describe gran número de cuestiones morfológicas del pico, del mecanismo del vuelo, etc.

A partir del siglo XV, y dentro de la revolución científica que tuvo lugar en el Renacimiento, resurge el interés por los estudios anatómicos y fisiológicos. Como figuras importantes hay que destacar a Leonardo daVinci (1452-1519), quien representa al hombre típico del Renacimiento. Éste realiza estudios sobre el cuerpo humano y su comparación con el de otros animales, así como estudios sobre el vuelo de las aves. Vesalio(1514-1564) publicó en 1543 "De la estructura del cuerpo humano", que se considera el primer libro correcto de anatomía humana. Por otro lado, Fallopio, discípulo de Vesalio, hizo sus investigaciones sobre el sistema nervioso y los órganos generativos. El descubrimiento de América da lugar a la descripción de muchos seres desconocidos por los antiguos. Merecen destacarse los estudios de José de Acosta (1540-1600), quien puede considerarse pionero de la Biogeografía. Ya en el siglo XVII, Guillermo Harvey completó el descubrimiento de la circulación de la sangre iniciado por el español Miguel Servet en el siglo XVI. A partir de estas investigaciones y de otros hombres de ciencias, los cuales compartieron esta información, nació la embriología.

Pero el siglo XVII supone sobre todo el despegue del desarrollo de la ciencia moderna. La tradición culta y la artesanal rompen definitivamente la barrera que las separaba para producir un nuevo método de investigación. De este modo, a lo largo del siglo XVII, se configuraron los dos modos de hacer ciencia que hoy reconocemos: el método cualitativo-inductivo, instaurado por Francis Bacon (1561-1626), en el cual el científico recoge datos empíricos y a partir de esos datos llega a una generalización; y el método matemático-deductivo (o hipotético-deductivo), desarrollado por Galileo (1564-1642) y sobre todo por Descartes (1596-1650) en su obra “Discurso del Método”, en el que el razonamiento va de lo general a lo específico, de este modo, se hacen hipótesis que a su vez plantean una serie de predicciones que se pueden probar mediante experimentos con sus correspondientes controles.

En cuanto a la Biología, el siglo XVII sería el del desarrollo de los primeros microscopios, lo que amplió el campo de la investigación biológica. Aunque su invención se produce a finales del siglo XVI por los hermanos holandeses Hanssen, corresponde a Galileo el mérito de haberlo introducido en la investigación biológica. Entre los grandes impulsores de la microscopía hay que destacar al italiano Malpighi (1628-1694), que logró ver los capilares, y sobre todo al alemán Leeuwenhoek (1632-1703) que fue el primero que observó el contenido celular, los espermatozoides y los protozoos. El siglo XVII vio también el inicio de la Citología.Hooke (1635-1703) en 1665 dio el nombre de célula (del latín “cella”, espacio vacío) a los compartimentos que observó al examinar un trozo de corcho y que le recordaban las celdas de un panal de abejas, aunque la Teoría Celular aún tardaría más de un siglo en formularse.

Durante este siglo XVII se planteó también otra cuestión biológica que produjo una gran polémica en el terreno de la Embriología. Hasta el momento, se pensaba que el feto existía de forma minúscula (teoría preformista). Los estudios de Harvey (1578-1657) sobre el desarrollo del huevo de pollo y la formación del feto de mamíferos, le condujeron a formular la conocida sentencia "ex ovo omnia", es decir, todos los seres proceden de un huevo. Por otra parte, la descripción de los óvulos en los ovarios de las hembras por Graaf (1641-1673) y el descubrimiento de los espermatozoides en el líquido seminal, dio lugar a una escisión de los preformistas en dos escuelas rivales: los ovistas, que creían que el feto se encontraba preformado en el óvulo y los animaculistas, que atribuían este papel al espermatozoide. Como consecuencia de estas divergencias, a finales del s. XVII las cuestiones de la fecundación y el desarrollo embrionario estaban lejos aún de ser aclaradas.

En el s. XVIII las ciencias biológicas se desarrollan como ciencias experimentales. La Botánica y la Zoología habían estado sometidas hasta entonces a una sucesiva acumulación de observaciones y aunque en la nomenclatura ya había una tendencia a la sistematización, esta no se realiza plenamente hasta mediados de este siglo. La obra “Systema Naturae”, del botánico sueco Carlos Linneo proporciona un gran aporte a la biología, como es la "Nomenclatura Universal", la cual permitió clasificar a las plantas y animales, en clases, órdenes, géneros y especies, nombrándolas mediante la nomenclatura binomial introducida por Bauhin, utilizando un nombre para el género y otro para la especie, actualmente base de la Taxonomía. Contemporáneo de Linneo, Georges-Louis Leclerc, conde de Buffon (1707-1788) se opuso a las ideas y métodos de éste por considerar su clasificación artificial. En su obra "Histoire Naturelle" realiza excelentes descripciones de animales e introduce novísimos puntos de vista en el estudio de éstos. Para cada animal que considera, Buffon reúne todos los datos de lo que hoy llamaríamos la "biología" de la especie: velocidad de desarrollo, edad adulta para la reproducción en el macho y en la hembra, duración de la gestación, número de crías por camada, etc. Por otra parte, se pregunta si la definición de especie es fija o variable; es uno de los primeros en hablar de "especies perdidas" (extinguidas) y considera que las especies más primitivas son formas degeneradas de un tipo original más perfecto, además llama la atención sobre la distribución geográfica de los seres. Dentro de la misma rama de la clasificación, se dio a conocer en este siglo el biólogo francés Georges Cuvier, el cual dedicó su vida a clasificar y comparar las estructuras de diferentes animales, y de fósiles, convirtiéndose así en el padre de la anatomía comparada y de la Paleontología. Será también el precursor de la teoría catastrofista en el debate sobre la evolución que tendrá lugar en el siglo XIX.

Los progresos en el campo de la Física y la Química ayudaron a comenzar a comprender algunos procesos de la fisiología animal. Merecen destacarse los estudios de Hales (1677-1746) y de Albrecht von Haller(1708-1777), este último responsable de la teoría miogénica de la acción del corazón y del papel de los jugos biliares en la digestión de las grasas. La fisiología de la digestión sería además perfeccionada gracias a los experimentos de Ferchault (1683-1757), quien descubrió el poder digestivo de la saliva y el mecanismo químico del jugo gástrico en el proceso digestivo.

También surge el germen de los estudios sobre fisiología vegetal, Priestley (1733-1804) quien observó que las plantas de menta podían restaurar el aire que había sido consumido por la combustión de una vela y el aire restablecido no era tóxico para los animales, por todo ello, consideró que la naturaleza utiliza la vegetación para la restauración del aire. Ingenhousz (1730-1799) descubrió que esta renovación del aire solo ocurre si las plantas se sitúan en presencia de luz solar y que se debe a las partes verdes de la planta. Al padre de la Química, Lavoiser se le atribuye el descubrimiento del oxígeno y, con sus estudios, se comienza a conocer la fisiología y bioquímica de la respiración. Sostuvo que la respiración no es una simple combustión del carbón, sino que contiene hidrógeno quemado con formación de vapor de agua. Así, descubrió que los seres vivos utilizan el oxígeno del aire para la combustión de los alimentos, reacción química que produce energía. Posteriormente y adaptando las ideas de Lavoiser (1743-1794) sobre la respiración de los animales, Ingenhousz propuso que la planta en presencia de la luz absorbe el dióxido de carbono “arrojando al mismo tiempo sólo el oxígeno libre y manteniendo el carbono para sí como alimento”.

Bonnet (1720-1793) descubre la partenogénesis, siendo además el primero en comparar la ontogenia (desarrollo individual de la especie) con la filogenia (historia de la especie a lo largo de los tiempos geológicos).Wolff (1733-1794) propone la Teoría de la Epigénesis sobre la base de sus estudios de embriones de pollo, en donde deduce que en el huevo joven no existe un embrión preformado sino sólo el material a partir del cual se construye el embrión. Su obra supuso el comienzo de la Embriología descriptiva. Sin embargo, durante todo este siglo estará presente el problema del principio aristotélico de la generación espontánea de “organismos inferiores” a partir de materia orgánica. Años antes, en 1674, Francesco Redi (1621-1698) la puso en duda de forma experimental. Aisló en ocho frascos, distintos tipos de carnes, de los que sólo cerró cuatro; comprobó que en estos no aparecían larvas, mientras que sí lo hacían en los que había dejado abiertos. El inglés Needham (1713-1781) basándase precisamente en el descubrimiento por Leeuwenhoek de protozoos en infusorios, llegó a conclusiones opuestas a las de Redi al encontrar microorganismos al destapar un recipiente en el que había puesto a hervir caldo de carnero. Spallanzani (1729-1799), repitiendo los experimentos de Needham con mayor precisión y rigor, tomando las suficientes precauciones, como el que no quedase ninguna espora, demostró la inexactitud de dichos experimentos. El intercambio epistolar entre ambos estudiosos es digno de comentario, como uno de los primeros ejemplos entre dos investigadores enfrentados en un tema científico. Además, los estudios experimentales de la fecundación de animales realizados por Spallanzani demuestran la necesidad del contacto entre el espermatozoide y el óvulo, con lo que el estudio de la generación animal entró en una fase nueva. Sin embargo, los partidarios de la generación espontánea persistieron hasta que Pasteur (1822-1895) determinó la existencia de bacterias.

Aunque el término evolucionismo se le atribuye al científico francés Pierre Louis Moreau de Maupertuis (1698-1759), quien llegó a la conclusión de que la capacidad de adaptación al medio de los organismos debía desempeñar un papel decisivo en el futuro de la especie, el debate evolucionista no irrumpió con fuerza hasta finales del siglo XVIII, cuando aparecieron en Alemania, Inglaterra y Francia diversas versiones acerca de la evolución biológica.

En Alemania estaba la escuela de los filósofos en la naturaleza que concebían las especies orgánicas como otras tantas realizaciones materiales, separadas y desconexas de los estadios por los que pasaba la materia en su auto-movimiento hacia el predestinado final humano. Desde Francia, como se mencionó anteriormente, Buffon (1707-1788 propuso que las especies (pero solo las que no habían sido el producto de la creación divina...) pueden cambiar. Esto fue una gran contribución sobre el primitivo concepto que todas las especies se originan en un creador perfecto y por lo tanto no pueden cambiar debido a su origen. En Inglaterra, Erasmus Darwin (1731-1802), abuelo de Charles Darwin médico y naturalista, propuso que la vida había cambiado, pero no presentó un mecanismo claro de como ocurrieron estos cambios, sus notas son interesantes por la posible influencia sobre su nieto, como la idea curiosamente británica de que los organismos progresan compitiendo entre sí por el sustento o por las hembras de su especie. Precisamente, el economista y demógrafo Robert Malthustambién recurrió a la idea de la competición entre individuos para mostrar que el progreso humano era imposible puesto que la población tiende a crecer en progresión geométrica

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