Historia de las Ciencias 910b (bio-Evolución)

Hace ya 155 años, Charles Darwin presentó el concepto clave sobre los orígenes de la biodiversidad. En el 2009 se cumplieron importantes aniversarios de la Teoría de la Evolución: el 12 de febrero fue el bicentenario del nacimiento de Darwin y el 24 de noviembre se celebró siglo y medio de la publicación “El origen de las especies”, con un tiraje de 1250 ejemplares, que se agotó el mismo día en que se puso a la venta.

La evolución como precepto biológico introducida desde el siglo XVII habría de esperar que el nieto del naturalista Ingles Erasmus Darwin, el joven Charles, se embarcara en diciembre de 1831 en el buque expedicionario H.S. Beagle para que sus ideas decantaran y fueran aceptadas. Luego de colectar especímenes durante cinco largos años alrededor del planeta, Charles Darwin publica en 1839 las bitácoras de su viaje exploratorio en el tercer volumen de Narraciones del Viaje del Beagle, con algunas ideas inconexas sobre la diversidad y origen de las especies.

Esta obra de Charles Darwin, junto a un libro apócrifo de 1844; atribuida modernamente al periodista Robert Chambert, con el título de “Vestigios de la Historia Natural de la Creación”; fueron los textos de cabecera de un joven impetuoso y autodidacta, Alfred Wallace; quien imitando a Darwin emprendió dos periplos: 4 años por la Amazonía, y 8 años en Oceanía y la región Indo-Malaya. En ese último viaje concluye que las especies biológicas han coexistido en espacio y tiempo, por provenir de un ancestro común; y solo sobreviven las variantes mejor equipadas para las circunstancias; proceso que debe generar un cambio direccional adaptativo de las especies en general.

Wallace envía una comunicación a Darwin y esté, se apresura en completar una nota para la Sociedad Linneana de Londres. Es así como el 01 de julio de 1858 fue presentada por primera vez, la teoría de la evolución por selección natural, y consistió en una lectura pública de los trabajos de Darwin y Wallace en la que ambos estuvieron ausentes. Wallace convalecencia por malaria en Malasia y Darwin permanecía en duelo por la muerte de su hijo Charles, que demoró la redacción de su “El origen de las Especies”, hasta el año siguiente (1859), escrita un tanto apresuradamente por la “presión” de los resultados de Wallace.

La teoría de la Evolución de Darwin de 1859 es una Teoría de Filosofía Natural, más que un teoría científica en el sentido Popperiano del término. Parte de axiomas para explicar la diversidad y origen de las especies; que palabras más, palabras menos, se resumen en: (i) Los tipos biológicos o especies no tienen una existencia fija ni estática sino en cambio constante. (ii) La vida se manifiesta como una lucha constante por la supervivencia (iii) La "selección natural" provoca que los organismos menos adaptados a un medio natural específico desaparezcan y los mejores adaptados se reproduzcan (iv) La selección natural, el desarrollo y la evolución requieren de un enorme período de tiempo, de escalas casi geológicas (v) Las variaciones genéticas que incrementan las probabilidades de supervivencia son azarosas y no son provocadas ni por Dios (creacionismo) ni por la tendencia de los organismos a buscar la perfección (como proponía Lamarck).

La lectura de los manuscritos titulados: Sobre la tendencia de las Especies a formar Variedades (Wallace), y Sobre la perpetuación de las variedades y especies por medio de la selección natural (Darwin), se debió al geólogo Charles Lyell y el botánico Joseph Hooker.

Según Lyell la morfogénesis geológica, se debe a dos procesos complementarios y periódicos: los fenómenos acuosos (erosión y sedimentación) y los fenómenos ígneos (volcánicos y sísmicos). Paralelamente, en la historia de la vida, Lyell supuso que se habían dado períodos sucesivos de extinción y creación de especies: el cambio geológico habría originado profundos cambios climáticos y muchas especies se habrían extinguido, siendo sustituidas por otras nuevas mediante leyes naturales. Estas ideas evolucionistas fueron anteriores al propio Charles Darwin, quien leyó durante su viaje en el Beagle la obra Principles of Geology, publicada por Lyell en 1830.

Al contrario de lo que creen algunos, el concepto de Evolución como Filosofía Natural es común a la Geología, Paleontología y la Planetología, y tampoco para ser cierto que la Teoría de la Evolución de las Especies fuera una invención-descubrimiento de Charles Darwin, sino más bien se nos antoja hoy como su principal sintetizador.

El 6 de Julio de 1885, una mujer llegó llorando, con su hijo Joseph Meister de 9 años; a las puertas de un laboratorio improvisado en una casa de la rué d’Ulm en Paris, y rogaba insistentemente ¡Salve a mi hijo, Monsieur Pasteur!. El chico había recibido múltiples mordidas de un perro rabioso, por lo que su muerte era inminente al cabo de varios días cuando aparecieran los síntomas fatales de la enfermedad, tal como la dificultad de deglutir (“hidrofobia”).

Pasteur era ya un científico conocido pero no era Medico y aun cuando había probado un remedio en animales no estaba seguro de su efecto en las personas. ¿Debía o no probar su método de cura en aquel niño? .Louis Pasteur (1822- 1895) recordó fugazmente sus tiempos de profesor de física en el Liceo Dijon en 1848, luego en cómo se convirtió en profesor de química de la universidad de Estrasburgo, al doctorarse en ciencias en la Escuela Normal Superior de París. Repaso mentalmente su bien ganada reputación iniciada con el descubrimiento de la isomería óptica (1848) del ácido racémico, del cual obtuvo dos formas de cristales diferentes, fundando así la estereoquímica.

Pensó en sus estudios sobre la fermentación con la cual demostró que su causa eran los microorganismos incubados en las frutas, materia orgánica y los animales. Tesis que contradecía la hipótesis creacionista de sus contemporáneos; como Felix Pouchet, a la sazón Médico y Director del Museo de Historia Natural de Rouen, que abogaba por la generación espontanea de los microorganismos causantes de la fermentación en el vino y la levadura. Pasteur demostrarían que las levaduras se reproducen anaeróbicamente y que, al calentar súbitamente las muestras, era posible la eliminación de gérmenes (pasteurización).

Hacia apenas unos años que el gobierno le encargara estudiar la enfermedad de los gusanos de seda, que arruinaba la producción del sur de Francia. Gracias al microscopio identificó dos parásitos distintos en los gusanos y las hojas de las que se alimentaban. Expuso en 1878 la teoría germinal de las enfermedades infecciosas, según la cual tales enfermedades tienen como causa algún ente vivo microscópico, con capacidad para reproducirse y propagarse, como ocurre en los procesos de la fermentación y la descomposición orgánica. Su teoría fue controvertida, e impopular entre los médicos que creían que eran causadas por un desequilibrio de humores y para quienes les resultaba increíble que, algo tan insignificantemente pequeño. Fuese causa de muerte de seres mucho más grandes.

Pasteur, en 1871 instó a los médicos a hervir el instrumental y los vendajes, ideas que inspiraron al Médico británico Joseph Lister, considerado hoy el padre de la antisepsia moderna, los doctores debían lavarse y utilizar guantes, el instrumental quirúrgico debía esterilizarse y había que limpiar las heridas. En 1881 consiguió preparar una vacuna de bacterias desactivadas acerca del carbunco del ganado lanar. Siguiendo para ello procedimiento de inmunización de la viruela, ideado por el Médico rural de Inglaterra, Edward Jenner, quien en 1796, aplicaba suero de la viruela vacuna en pacientes sanos para prevenir la mortal enfermedad.

El agente (Virus) que transmitía la Rabia resultaba invisible para el microscopio de Pasteur ¿Cómo detectar dónde estaba? . Pasteur pensó que, había que buscar el agente patógeno en el sistema nervioso. Si se inyectaba bajo la piel el virus podía extraviarse, había que inyectarlo directamente en el cerebro. Lo probó en perros y consiguió obtener formas atenuadas del virus, y se arriesgó a aplicarlo en aquel niño que esperaba una muerte segura. El experimento resultó y con ello la cura de la rabia, tras otras 12 inoculaciones en los 10 días siguientes, diría luego Pasteur: "En los campos de la observación, el azar favorece sólo a la mente preparada". Luego el 26 de octubre de 1885, leyó ante la Academia de Ciencias “Un método para prevenir la rabia después del mordisco”. Muchedumbres de 2.500 víctimas de mordeduras de lobos y perros, proveniente de toda Europa, se agolpaban en aquel laboratorio, convertido en Hospital, para recibir la cura de la Rabia en los 15 meses siguientes. Nacía así el prestigioso Instituto Pasteur, en honor a aquel sabio tan humano: “Un poco de Ciencia nos aparta de Dios, mucha nos aproxima”.

Y es que Pasteur eliminó la rabia entre animales y el hombre, el cristianismo procura eliminar “la rabia” entre los humanos.

Las claves del fenómeno vida y de los mecanismos de la evolución, inmersos en la biodiversidad, no pudieron ser comprendidas ni valoradas en el siglo XIX.

Si bien es cierto que el monje austriaco Gregor Mendel (1821 –1884) mostro que los caracteres (alelos, genes) se transmiten hereditariamente mediante reglas definidas; no es menos cierto que el resultado de sus experimentos no fue conocido ni siquiera por sus contemporáneos como Darwin; a pesar de que Mendel, fuera un científico destacado fundador de la Asociación Meteorológica Austriaca y miembro de la Real Sociedad Morava para la Agricultura y Ciencias Naturales; y que publicara en 1866 su obra Versuche über Plflanzenhybriden (Experimentos sobre hibridación de plantas).

El hoy llamado ADN o nucleína, lo aisló a partir de núcleos celulares, el médico Friedrich Miescher de la Universidad de Tubinga (Suiza) en 1869. En 1919 Phoebus Levene identificó que un nucleótido está formado por una base nitrogenada, un azúcar y un fosfato, y sugirió que el ADN generaba una estructura con forma de solenoide (resorte) con unidades de nucleótidos unidos a través de los grupos fosfato. En 1930 Levene y su tutor Albrecht Kossel, probaron que la nucleína es un ácido (ADN) formado por cuatro bases nitrogenadas (citosina, timina , adenina y guanina), el azúcar desoxirribosa y un grupo fosfato. Sin embargo, se pensaba que la cadena era corta y que las bases se repetían en un orden fijo.

La función biológica del ADN comenzó a dilucidarse en 1928, con los experimentos de Frederick Griffith en las cepas de neumococos, que le daban al ADN el carácter de ente transformante de las cepas. El rol del ADN en la heredabilidad fue confirmado en 1952 con los experimentos de Alfred Hershey y Martha Chase, que comprobaban que el fago T2 transmitía su información genética solo en su ADN.

El 25 de Abril de 1953, aparecieron publicados cinco artículos en el volumen 171, número 4356, de la Revista Nature que revolucionaron la concepción de la vida y fundaron la Biología molecular, al establecer en ellos la estructura del ADN y su rol en la genética. Entre ellos: los datos de difracción de rayos X de la molécula de ADN realizados por Rosalind Franklin y R.G. Gosling: Molecular Configuration in Sodium Thymonucleate, Molecular Structure of Deoxypentose Nucleic Acids por M.H.F Wilkins, A.R Stokes y HR Wilson, y A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid firmado por J.D. Watson y F.H.C. Crick.

Francis Crick, (1916 - 2004), físico graduado en Imperial Collegue de Londres y James Watson, con doctorado en zoología de Harvard, trabajaban en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge; mientras que el físico neozelandés Maurice Wilkins (1916 -2004) ejercía en la Universidad de Londres.

Si bien un hecho decisivo, en el modelado de la molécula del ADN, que observo Crick, fue que tras rotar media vuelta la molécula, volvía a ser congruente consigo misma. Vale decir su estructura era diádica: la mitad longitudinal de la molécula, es similar a la otra mitad al revés, de lo que se desprende que la estructura tridimensional debía ser helicoidal. Quizá porque el propio Crick acostumbraba, de niño jugar, con resortes enrocándolos unos con otros para duplicarlos y enrollarlos.

Nos enseñan en la Escuela, erróneamente, que el modelo del ADN fue realizado solo por Watson y Crick, cuando en realidad el premio nobel en Fisiología (Medicina), por ese descubrimiento, incluye también Wilkins. No incluye a Rosalind Franklin, por su prematura muerte en 1958 a causa de bronconeumonía, carcinomatosis y cáncer de ovario, quizás causado por las repetidas exposiciones a los rayos X durante sus investigaciones.

El modelo del ADN es en realidad el modelo de Watson-Crick-Wilkins-Franklin; sorprende que se adjudique solo a los dos primeros, sorprende además que la mayoría de sus creadores fueras físicos, y que Watson expresara su misoginia contra Rosalind en sus notas autobiográficas. Algo similar ocurrió con Mileva Marić (1875 -1948), matemática serbia, quien fuera la primera esposa de Albert Einstein hasta 1914, y cuya participación en la Teoría de la Relatividad es aun objeto de controversia por los historiadores de la Ciencia; es perogrullo que Einstein no asistió a la ceremonia del Nobel de 1921 y la totalidad del dinero se lo entregó a Mileva como había quedado pactado en el contrato de divorcio de 1914.