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Resumen del Siglo XVIII:
• Importancia de la explicación racional frente a la religiosa.
• Coexistencia de dos actitudes ante el conocimiento, racionalista y
empirista
• Avance de la visión “dinámica” de la naturaleza y de su dimensión
temporal
• Aparición del concepto de “evolución”
• Ordenación del mundo natural (en contra del principio de
continuidad)
• Retroceso del mecanicismo, avance del concepto “fuerza” que
anima las corrientes vitalistas.
• Como consecuencia, retroceso del preformacionismo y avance del
epigeneticismo y la pangénesis.
• Sin embargo, retrocede la idea de “generación espontánea”
combatida desde dos frentes (religioso y empirista).
• Vitalismo creciente, animado por la idea del flogisto, sustituida a
finales del XVIII por la electricidad.
• Avance de la química, fin del sistema de los cuatro elementos.
HISTORIA DE LA BIOLOGÍA
VIa
Hacia la unidad de la
Biología
Primera parte: Teoría celular, evolución y
embriología
Ramón Muñoz-Chápuli
enero-marzo 2014
El siglo XIX va a suponer:
• La creación del término “Biología” (Lamarck y Treviranus, 1802)
• La convergencia de todas las actividades relacionadas con la
biología en torno a principios unificadores (la célula, los
componentes químicos de los seres vivos, la evolución)
• La creación de grandes instituciones de investigación de la
naturaleza y la realización de grandes expediciones científicas
• El desarrollo industrial de instrumentos de investigación
(microscopios) y la creación de revistas especializadas
• La teoría celular
• La evolución y el origen común de todos los seres vivos
• Un creciente interés hacia los mecanismos del desarrollo
embrionario
• El nacimiento de una nueva Fisiología a partir del naufragio del
flogisto, con dos orientaciones: química y física
• El comienzo del interés por la química fisiológica o química de los
seres vivos (bioquímica)
• El nacimiento de la microbiología y los comienzos de la lucha contra
las enfermedades infecciosas.
• La gran cuestión pendiente del XIX (la herencia) se planteará en
1900.
Entre 1800 y 1840 se produce un cambio en el marco teórico
de la ciencia y de la Biología en particular:
• Triunfo total del empirismo.
• Electricidad, Magnetismo, Estructura atómica de la materia. Teoría
mecánica del calor.
• Síntesis de urea (Wohler, 1828)
• Teoría mineral de la nutrición vegetal (Liebig, 1840)
• Revistas especializadas que delimitan las disciplinas biológicas.
Lorenz
Oken
(1779 1851)
Friedrich
Wilhelm
von
Schelling
(17751854),
William Sharp
MacLeay FRS,
(1792 –1865)
La Filosofía Natural
• Tendencia romántica anti-mecanicista
anti-analítica y anti-experimental
• Busca síntesis, regularidades y
coincidencias (todo es hoja)
• Se opone a la disgregación de las ciencias
• Cree en una fuerza vital o alma universal
• Llegan a aceptar la generación
espontánea
• Desaparece como movimiento hacia 1820
Johann Wolfgang von Goethe (1749 – 1832)
El sistema
quinario
de MacLeay
y Vigors
Lamarck
Geoffroy
St. Hilaire
Museum National d’Histoire Naturelle – Jardin des Plantes
Cuvier
Bichat
Creado a partir del Cabinet du Roi en 1794
Dotado de nueve cátedras
Impulso decisivo a la investigación de la naturaleza y modelo para
otras instituciones
Museo de Historia Natural, Londres
Museo Senckenberg, Frankfurt
Museo Smithsoniano, Washington
Museo Americano de Historia Natural
Las grandes
expediciones
científicas
HMS Challenger
1872-1876
HMS Beagle
1831-1836
Georges Cuvier, (1769-1832)
Principio de correlación orgánica
Funda la Anatomía Comparada y la Paleontología
Rechaza el “transformismo”
Propone una teoría catastrofista para explicar los fósiles
Geoffroy Saint Hilaire (1772-1844)
Fue favorable a la idea de
transformismo (por influencias del
ambiente en el desarrollo)
Influido por la filosofía natural
desarrolla el concepto de “unidad de
tipo”
Esto le lleva a proponer homologías
entre vertebrados e invertebrados
La Sociedad Lunar (1765-1813)
Grupo de intelectuales y científicos que
se reunían en las noches de luna llena,
en los alrededores de Birmingham
Formaron parte de ella Erasmus
Darwin, James Watt, Joseph Priestley,
Joseph Wedgwood
Mantuvieron correspondencia con
Lavoisier, Franklin y Jefferson
Erasmus Darwin (1731-1802)
Y su Zoonomia (1794)
Meditando sobre la gran similitud de la estructura de los animales de
sangre caliente, y de los grandes cambios que sufren antes y después de
su nacimiento … ¿Sería muy extravagante pensar que en el gran periodo
de tiempo desde la aparición de la Tierra, quizá millones de años, que
todos los animales hayan surgido a partir de un filamento viviente, la gran
causa primera, dotada de animalidad, poseyendo la facultad de mejorar
por su propia actividad, y de transmitir esas mejoras a la posteridad?
Erasmus Darwin, Zoonomia
Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829)
• Importantes estudios sobre invertebrados
• En Philosophie Zoologique (1810) expone
la primera teoría evolutiva
• Afirma que la Scala Naturae refleja un
proceso de evolución progresiva
• La causa sería la modificación orgánica en
respuesta a “impulsos” y la herencia de
caracteres adquiridos
“Observar la naturaleza, estudiar sus
productos, buscar las relaciones
generales y particulares que han ido
imprimiendo en sus caracteres y,
finalmente, intentar comprender el
orden que hace imperar por todas
partes, así como su funcionamiento,
sus leyes y los medios infinitamente
variados que emplea para dar lugar á
este orden, es, desde mi punto de
vista, ponerse en camino de adquirir
los únicos conocimientos positivos que
se encuentran á nuestra disposición,
los únicos, por otra parte, que pueden
sernos verdaderamente útiles y al
mismo tiempo nos pueden
proporcionar las satisfacciones más
dulces y limpias capaces de aliviarnos
de las inevitables penas de la vida.”
Lamarck, Introducción a la Filosofía
Zoológica
Charles Darwin (1809-1882)
Alfred Russell Wallace (1823-1913)
Proponen la selección natural como
mecanismo evolutivo
La evolución es el segundo gran
concepto unificador de la Biología que
aparece en el Siglo XIX (el primero
había sido la Teoría Celular)
El libro de Darwin provoca una
fuerte polémica y conduce a la
aceptación gradual del hecho de
la evolución, aunque no así de su
mecanismo (la selección natural)
Darwin parte de tres puntos:
• El excedente en el número de
descendientes de una pareja
• La variabilidad individual de
dichos descendientes
• La mayor probabilidad de los
“más aptos” para sobrevivir y
llegar a reproducirse
En temas de herencia acepta
parcialmente tanto la pangénesis
como la herencia de caracteres
adquiridos
Richard Owen (1804-1892)
fundador y director del
Museo de Historia Natural
de Londres, criticó la idea
de selección natural,
aunque aceptó la evolución
Es el creador del término
“dinosaurio”
Thomas Huxley (18251895) fue el gran defensor
del darwinismo (el bulldog
del Darwin)
En la portada de su libro:
Evidencia sobre el lugar
del hombre en la
naturaleza (1864)
representa por primera
vez la serie evolutiva de la
especie humana
El jardinero de Tennyson
Un relato sobre Darwin y su
entorno
Julia Cameron
Alfred Tennyson
Charles Darwin
Epidermis de orquídea vista con el
microscopio de Brown
Robert Brown (1773-1858)
Descubre el movimiento browniano y el núcleo celular
Primer estudioso de la flora australiana
La teoría celular proporciona un
principio unificador para la Biología
Reduce la complejidad del fenómeno
vital al reducir muchos problemas
biológicos complejos (desarrollo,
movimiento, metabolismo) a la escala
celular (estructura y función de la
célula, proliferación, diferenciación,
migración...)
J. M. Schleiden,
Principles of Scientific
Botany, 1849
Matthias Schleiden, 1804-1881
Descubre las células leucémicas
Acuña el término “embolia”
¡Sin embargo no acepta que los
microbios causen enfermedades!
Rudolf Virchow, 1821-1902)
inicia la patología celular
(1858) y depura la Teoría
Celular de sus componentes
no biológicos. Por fin:
Omne vivum ex cellula
Ignaz Semmelweis
1818-1865
Descubre que la limpieza
reduce la mortalidad post
parto
CARTA ABIERTA A TODOS LOS
PROFESORES DE OBSTETRICIA
"Me habría gustado mucho que mi
descubrimiento fuese de orden físico,
porque se explique la luz como se
explique no por eso deja de alumbrar, en
nada depende de los físicos. Mi
descubrimiento, ¡ay!, depende de los
tocólogos. Y con
esto ya está todo dicho... ¡Asesinos!
Llamo yo a todos los que se oponen a las
normas que he prescrito para evitar la
fiebre puerperal. Contra ellos, me levanto
como resuelto adversario, tal como debe
uno alzarse contra los partidarios de un
crimen! Para mí, no hay otra forma de
tratarles que como asesinos. ¡Y todos los
que tengan el corazón en su sitio
pensarán como yo! No es necesario cerrar
las salas de maternidad para que cesen
los desastres que deploramos, sino que
conviene echar a los tocólogos, ya que
son ellos los que se comportan como
auténticas epidemias..."
Monumento a Semmelweiss en
Budapest
La Anestesia
Horace Wells
1815-1848
Utiliza el óxido nitroso
en 1844
Crawford Long
1815-1878
Utiliza el éter en 1842
No lo publica hasta 1848
William Morton
1819-1868
Utiliza el éter en 1846, e
intenta patentarlo como
“Letheon”
Cloroformo a partir de 1847
(John Snow, en Edimburgo)
Wilhelm Hofmeister (1824 - 1877)
Establece la alternancia de
generaciones como un principio
universal en las plantas
(gametofito/esporofito)
Observa por primera vez en 1848
lo que luego Waldeyer llamará
“cromosomas”
Wilhelm von
Waldeyer (1836–
1921)
Walther Flemming (1843-1905)
aplica tintes de anilina, lo que le
permite descubrir la cromatina
(1879) y la mitosis (1882)
Omnis nucleo ex nucleo
W. Flemming: Zellsubstanz, Kern und
Zelltheilung (1882)]
Édouard Van Beneden (1846-1910)
codescubridor de la meiosis y descubridor
de la constancia del número de cromosomas
Richard Hertwig, 1859-1937
Oscar Hertwig (1849- 1922)
Ambos hermanos describen por primera vez la meiosis, establecen
que la fecundación es la unión de óvulo y espermatozoide, reconocen
el papel del núcleo en la herencia y describen el desarrollo de los
órganos como derivados de las tres capas embrionarias
Heinz Christian Pander 1794-1865)
Concepto de hojas germinales
(triunfo de la epigénesis)
Karl Ernst von Baer (1792-1876)
• Descubre el huevo de mamíferos
(fin del Aristotelismo en desarrollo
humano)
• Enuncia las Leyes del desarrollo:
“El desarrollo procede de lo general a lo particular,
las etapas embrionarias tempranas son idénticas
y la heterogeneidad se crea por adición de
caracteres particulares durante el desarrollo”
Ernst Haeckel (1834-1919)
• Derriba la barrera entre vertebrados e
invertebrados con la creación del grupo
Cordados
• Extiende el darwinismo en Europa y tiene
una enorme influencia
• Crea una nueva disciplina: La Ecología
• Enuncia su ley biogenética: La ontogenia
recapitula la filogenia
Variabilidad adulta
sometida a selección
Desarrollo del ancestral
I
ABC DEF G
J
filogenia
ABC DEF GH
ontogenia
H
Fenotipo
más
adaptativo
August Weismann (1834 – 1914)
• Descarta experimentalmente la herencia de
caracteres adquiridos y depura el
darwinismo de los elementos lamarckistas
• Interpreta correctamente la meiosis en
términos de contribución materna y paterna
a la herencia
• Establece el concepto de independencia
entre la línea germinal y la somática
• Enuncia la hipótesis de los “determinantes”
del desarrollo
Francis Galton (1822 –1911)
Primo de Darwin
Descarta experimentalmente la
pangénesis mediante transfusiones
de sangre entre conejos
¡La herencia no está determinada por
partículas circulantes!
Contribuyó a la Estadística
(desviación estándar) a la
Criminología (huellas dactilares) y
fundó la Eugenesia (mejora de la
especie humana por control de la
reproducción)
Wilhelm Roux (1850–1924)
Fundador de la Mecánica del Desarrollo
(Embriología Experimental)
Discípulo de Haeckel y Virchow
Hace los primeros cultivos de embriones
Sus investigaciones parecen confirmar la
existencia de “determinantes” del desarrollo
Hans Driesch (1867 – 1941)
• Obtiene resultados contrarios a los de Roux
• Propone que el desarrollo no se puede estudiar por
métodos científicos
• Resucita la idea vitalista de “entelequia” y
abandona la ciencia
• Es el último defensor del vitalismo en Biología
Mónaco
Roscoff (Francia)
Las grandes estaciones de
investigación en Biología
Marina y Embriología
Nápoles
Helgoland
(Alemania)
Los trabajos de Wallace
llevan a la primera división
del mundo en regiones
biogeográficas (1873)
La línea de Wallace
La Ecología
• Había sido fundada por Haeckel como intento de síntesis de todas las
disciplinas biológicas
• Progresivamente se configura como una disciplina que se ocupa de las
relaciones de los organismos entre ellos y con el medio ambiente
Karl Möbius (1825– 1908)
Concepto de “biocenosis” o
comunidad
Eugenius Warming
(1841 –1924)
Funda la Ecología Vegetal
Victor Hensen (18351924)
Funda la ecología marina,
establece el concepto de
“plancton” y los métodos
de muestreo