Historia de la biologia e evolucion

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 de Crotona (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 en Estagira (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 da Vinci (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 Malthus también 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, por la pasión sexual del ser humano, mientras que los alimentos sólo aumentan en progresión aritmética, por lo que llegará un día en que la población será mayor que los medios de subsistencia, de no emplear medios preventivos y represivos. Propuso como solución abolir las leyes de protección a los pobres, para que, el miedo a la miseria, les hiciera “autolimitarse” en su capacidad reproductiva y “facilitase la movilidad laboral”. Fue el nacimiento del liberalismo económico que dirige al mundo occidental.

Las dos teorías que más éxito tuvieron en este tiempo fueron la catastrofista y la teoría de transformación de unas especies en otras.

George Cuvier, convencido fijista y adversario de peso de las teorías de la evolución propuso la teoría catastrofista para explicar la extinción de las especies. Cuvier propuso la existencia de varias creaciones que ocurrieron después de cada catástrofe. Esta visión era bastante confortable para la época (pensemos en el diluvio universal) y fue ampliamente aceptada.

Jean Baptiste de Monet, más conocido por Caballero de Lamarck (1744-1829) el científico que acuñó el término biología, el que separó invertebrados de vertebrados, concluyó audazmente, que los organismos más complejos evolucionaron de organismos más simples preexistentes. La teoría lamarckiana señalaba la existencia de cambios en las especies en el tiempo debido al uso o desuso de sus órganos y postuló un mecanismo para ese cambio: la herencia de los caracteres adquiridos. Pero la falta de pruebas de un transformismo según el cual el alargamiento del cuello de las jirafas, su clásico ejemplo, era un carácter adquirido que se explicaba por los persistentes esfuerzos adaptativos, facilitó que la teoría de su agresivo adversario Cuvier acabase imponiéndose en los primeros años del siglo XIX. Así, hacia el 1840, el debate sobre fijismo y evolucionismo estaba resuelto a favor del primero.

El siglo XIX fue un siglo fascinante para la ciencia de la Biología. No sólo se plantean las dos grandes teorías de la Biología actual: la Teoría Evolutiva de Darwin y la Teoría Celular, sino que, significó el comienzo de la genética gracias a los trabajos pioneros de Mendel, diversos biólogos prestaron especial atención a seres microscópicos llamados bacterias, iniciándose la microbiología, nace la bioquímica, se define la ecología y se esbozan las primeras ideas sobre el origen de la vida. Es en este siglo cuando Lamarck y Treviranus introducen el término “Biología” que reemplazará a la expresión “Historia Natural”, por ser esta poco concreta.

Trabajando independientemente, Charles Darwin (1809-82; nieto de Erasmo) y Alfred Russell Wallace (1823-1913), desarrollaron la misma teoría acerca de cómo cambió la vida a lo largo de los tiempos. Darwin comenzó su carrera como naturalista al embarcarse en el Beagle y recorrer las costas de Sudamérica y los archipiélagos del Pacífico durante una larga expedición de cinco años (1831-1836). Durante el viaje, Darwin observó como especies estrechamente relacionadas se habían sucedido unas a otras a medida que descendían hacia el sur por el continente americano, así como que las especies del archipiélago de las Galápagos se asemejaban a las de Sudamérica, si bien diferían ligeramente entre unas islas y otras. Darwin llegó a la conclusión de que las especies orgánicas habían evolucionado a lo largo del tiempo. Wallace visitó el archipiélago malayo donde observó que las islas vecinas estaban habitadas por especies estrechamente relacionadas aunque diferentes, como había observado Darwin, antes que él, en las Galápagos.

Los trabajos de Malthus inspiraron en ambos la idea de la supervivencia del más apto (al que a veces se le llama “el más fuerte”). Wallace redactó su artículo y se lo envió a Darwin. Ambos publicaron sendos artículos de modo conjunto en 1858 proponiendo que los organismos tienen capacidad para adaptarse al medio ambiente, presentan caracteres variables que, al azar (no por la idea lamarckiana del uso o desuso), aparecen en cada población natural y se heredan entre los individuos. Asimismo, también proponen un mecanismo para ese cambio: la selección natural, que implica que todos los organismos tienden a sobre-reproducirse mas allá de la capacidad de su medio ambiente para mantenerlos y, que no todos los individuos están adaptados por igual a su medio ambiente, por lo que algunos sobrevivirán y se reproducirán mejor que otros.

En 1859 Darwin publicó su libro bíblico “El Origen de las Especies mediante la Selección Natural o la Conservación de las Razas favorecidas en la lucha por la Vida” que influyó profundamente no sólo en el desarrollo posterior de la Biología, sino también en la visión acerca de nosotros mismos y cambió la forma de pensar del mundo occidental, controlado en la época por el Imperio Británico. Herbert Spencer (1820-1903) extendió la teoría de la selección natural a la sociedad humana, viendo la supervivencia del más apto como el modo de progreso de la humanidad: el comercio libre y la competencia económica serían las formas sociales de la selección natural. Así nació el peligrosísimo Darwinismo social, en el cual se excusaron las expoliaciones y exterminios de “las razas más débiles” durante la expansión del imperio. Esta ideología, que tiene poco que ver con la Biología y la Evolución, hoy domina prácticamente a toda la sociedad.

            La Teoría Celular se esboza en las observaciones de Dutrochet (1776-1847) y Turpin (1772-1853), de estructuras animales y vegetales. En el inicio del siglo, Bichat (1771-1802) había establecido el concepto de tejido como unidad morfológica y funcional de los seres vivos. Dutrochet separa los tejidos en “vesículas completas” y concluye que todos los tejidos orgánicos son agregados de células de varios tipos y su crecimiento es el resultado del aumento en tamaño o número de sus células. Turpin describe tejidos vegetales como formados también por células, contrastando con las ideas por entonces imperantes que consideraban que vegetales y animales poseían una estructura básica diferente. Definitivamente, el zoólogo alemán Theodor Schwann (1810-1882) mostró que las células del cartílago de los animales también poseían límites bien definidos, comparables a los de las células vegetales, además de poseer núcleo, estructura ya descrita por Brown (1773-1857). En 1838 y 1839, sobre las bases de sus estudios respectivos en vegetales y animales, Schwann y el botánico Mattias Schleiden (1804-1881) enuncian la Teoría Celular, según la cual la célula es la unidad estructural básica de todos los organismos pluricelulares capaz de existir por sí misma.

            El enunciado de la Teoría Celular tuvo una gran influencia en la comunidad científica y su importancia en la dinámica de la vida fue establecida cuando, alrededor de 1860, el patólogo alemán Virchow (1821-1902) establece que todas las células tienen su origen en células preexistentes, "Omnis cellula e cellula", y que las propiedades de los organismos son el resultado de las propiedades de sus células individuales. Esta teoría de la "república celular" de los organismos constituyó uno de los primeros intentos de correlación morfo-funcional. De esta forma, los postulados de Virchow consolidaron la Teoría Celular en su forma definitiva. Sin embargo, la individualidad de las células animales resultó ser un tema abierto de discusión, objeto de numerosas controversias, aceptándose el concepto de sincitio para diversos tejidos del organismo, como el nervioso. Esta idea sería posteriormente desmentida por Ramón y Cajal (1852-1934), demostrando en 1888 la relación de contigüidad y no de continuidad de las células nerviosas y extendiendo la individualidad morfológica y funcional de la célula al sistema nervioso.

            Desde los años 1840s, se sabía que la célula orgánica se reproducía asexualmente por fisión, dividiéndose el núcleo en primer lugar. A partir de la década de 1870 se realizaron unos cuantos progresos técnicos en el microscopio (objetivos de inmersión, iluminación), y enel desarrollo de tinciones selectivas, que permitieron observar más minuciosamente los procesos que tienen lugar en la reproducción asexual de las células, así como en la unión de las células sexuales. Hertwig (1842-1922) en Berlín, Fol (1845-92) en Ginebra, en animales y Strasburger (1844-1912) en Bonn trabajando con plantas, descubrieron que la reproducción sexual entrañaba la unión de los núcleos de las células macho y hembra, por lo que Hertwig y Strasburger sugirieron en 1884 que el núcleo de la célula constituía la base física de la herencia.

            Las nuevas técnicas mostraron que en el núcleo ordinario de la célula en reposo había una fina malla de material que Fleming (1843-1915) de Kiel denominó en 1879 cromatina, dado que se teñía profundamente con los tintes de anilina básicos. Fleming estudió el mecanismo de la división celular, describiendo dicho proceso en células animales, que el denominó Mitosis (del griego “Mitos”, filamento).

            En el caso de la unión entre dos células sexuales, se descubrió que los cromosomas se comportaban de forma distinta. Van Beneden (1845-1910) de Lieja, observó en 1887 que en la primera división celular que llevaba a la formación de un huevo, los cromosomas no se dividían en dos longitudinalmente como en la división celular asexual, sino que cada par de cromosomas se separaba para formar dos células, cada una de las cuales presentaba tan sólo la mitad del número usual de cromosomas. Posteriormente, ambas células se dividían de nuevo según el proceso asexual ordinario. Van Beneden denominó a este proceso Meiosis (del griego “meioun”, hacer menos). Según este proceso, tanto los óvulos como los espermatozoides poseían solamente la mitad de los cromosomas usualmente hallados en las células de los organismos de su especie, si bien tras la unión de las células sexuales, el número de cromosomas se restablecía, proviniendo la mitad del padre y la otra de la madre. En 1894 Strasburger mostró que en algunas plantas las células con la mitad del número usual de cromosomas formaban una generación separada, descubrimiento que explicó la alternancia de generaciones descubierta por Hofmeister en 1851 en las plantas sin flores. La descripción por von Baer (1828-1897) y Kolliker (1834-1919) del espermatozoide y óvulo como las células únicas que, tras la fecundación dan lugar al embrión, por la proliferación progresiva del óvulo fecundado, supuso una revolución en la embriología. Ernst Haeckel formula en 1866 la ley biogenética fundamental, según la cual la ontogénesis (desarrollo del embrión) recapitula la filogénesis, es decir, los estudios evolutivos primitivos de la especie original.

            Las bases de la microbiología se deben fundamentalmente a Louis Pasteur (1822-1895) y Robert Koch (1843-1910), quienes descubren el origen microbiano de muchas enfermedades infecciosas. Entre ambos fueron capaces de identificar los microorganismos culpables de enfermedades tales como el carbunco, la tuberculosis o incluso el cólera. Sin embargo, los resultados más deslumbrantes de Pasteur se basaron en la extensión de la vacunación contra ciertas enfermedades, aunque su descubridor fuera Edward Jenner, que descubrió la vacunación de la viruela mediante la transmisión de una enfermedad de las vacas (“cowpox”) que inmunizaba contra la viruela humana. Además, Pasteur demostró de forma muy elegante la no existencia de la generación espontánea y desarrolló todas las técnicas de esterilización así como procesos que llevan su nombre pasteurización y que se siguen utilizando en la producción de la leche, vino, etc.

            Ferdinand J. Cohn contribuyó significativamente a la fundación de la ciencia de la Bacteriología, al publicar una clasificación temprana de las bacterias, usando por primera vez el nombre de género Bacillus. Cohn también fundó una revista científica en la que Koch publicará en 1876 su artículo sobre el origen bacteriano de la enfermedad del ántrax. En la historia de la bacteriología, durante el siglo XIX destacan otros muchos investigadores, entre los que podemos citar a Joseph Lister quien en 1878 publica su estudio sobre la fermentación de la leche y desarrolla el primer método para aislar un cultivo puro de una bacteria que él denominó Bacterium lactis; a Ilya Ulich Metchnikoff quien en 1882 postula la Teoría de la Inmunidad Celular; a Paul Ehrlich quien en 1891 descubre que los anticuerpos son los responsables de la inmunidad. En 1887 los agrónomos alemanes Hellriegel y Wilfarth confirman la observación del botánico ruso Woronin de que las leguminosas podían crecer en suelos pobres en nitrógeno gracias a las bacterias presentes en las nudosidades de sus raíces. Poco después Beijerinck logró cultivar in vitro las bacterias de esos nódulos que recibió el nombre de Rhizobium leguminosarum. Estos hechos unidos a los aportados por Winogradsky con el descubrimiento de las bacterias quimiosintéticas nitrificadoras en las que distingue las formas nitrosas y nítricas, tienden a ir configurando la comprensión del ciclo biogeoquímico del nitrógeno en la naturaleza.  En 1892, Dmitri Ivanowski y posteriormente, en 1899, Martinus Beijerinck descubren agentes patógenos filtrables (los virus); el primero de ellos, el virus del mosaico del tabaco que será posteriormente cristalizado por Wendell Stanley en 1935 quien demostró que, cristalizado, seguía siendo infeccioso; aunque no llegó a determinar si el material infeccioso era el ácido nucleico o la proteína.

            En el primer tercio de siglo, el descubrimiento de la síntesis química de la urea por Wöhler (1800-1882), marca el nacimiento de la Bioquímica. Se acepta que las leyes físico-químicas también pueden ser aplicadas a los seres vivos y comienza una fructífera etapa de análisis sobre su composición química. En este sentido, hay que destacar los trabajos de Miescher (1844-1895), que consiguió el aislamiento de la sustancia contenida en los núcleos, a la que denominó nucleína. Esta sustancia contenía una importante cantidad de fósforo ligado y posteriormente se vería que sus características eran similares a las de la cromatina descrita por Fleming. Todavía no se conocía el papel primordial de esta sustancia como portadora de los caracteres hereditarios.

            Del nacimiento de la Bioquímica se beneficia notablemente la Fisiología. Ya en la primera mitad del s. XIX Magendie (1783-1855) reacciona enérgicamente contra las concepciones vitalistas y sitúa de modo definitivo la Fisiología en el terreno experimental, buscando la explicación de los hechos fisiológicos en los agentes físicos y químicos. Merecen ser destacadas sus investigaciones sobre las funciones de los nervios raquídeos, demostrando que la raíz anterior tiene función motriz y la posterior sensitiva. Su discípulo, Claude Bernard (1813-1879), estudia y renueva toda la Fisiología. Sus primeros estudios se centran en la fisiología de la digestión; estudió los jugos gástricos, la saliva, el jugo pancreático y su papel en la digestión, siendo ésta la primera secreción interna conocida. Posteriormente demostró que la glucosa pasa de la sangre a los tejidos y estableció la función glucogénica del hígado. Formula por primera vez la noción de medio interno o medio ambiente fisiológico de cada ser vivo (1878), donde la regulación se hace a la vez por el sistema nervioso, las glándulas endocrinas y los fenómenos físico-químicos internos. Discípulos de Bernard, Bert (1833-1886) y Brown Sequard (1817-1894) realizaron detallados estudios sobre la fisiología de la respiración y la fisiología nerviosa (nervios motores, movimiento reflejo) y la endocrinología, respectivamente.

            Por su parte, de Saussure (1767-1845) puede ser considerado el fundador de la moderna Fisiología Vegetal. Combina los conocimientos de la química con la experimentación meticulosa y con una cuidadosa interpretación de los resultados obtenidos. Confirma la hipótesis de Ingenshousz, al demostrar que durante la fotosíntesis se intercambian volúmenes iguales de CO₂ y O₂ y que la planta retiene el carbono.

La Ecología, aunque presente en los escritos de clásicos cómo Hipócrates, Aristóteles y otros filósofos de la época, no se ve definida hasta la segunda mitad del siglo XIX en que Haeckel (1834-1919) acuña el término “Ecología”, definiéndola como el estudio de las relaciones de un organismo con su medio ambiente orgánico e inorgánico, en particular las relaciones con las plantas y animales con los que convive. Aunque previamente existiesen aportaciones en este campo, algunas de hecho muy importantes como la idea de cadena trófica, definida por Leeuwenhoek, a principios del siglo XVIII, el viaje del Challenger entre 1872 y 1876 supone un espaldarazo definitivo al desarrollo de esta nueva disciplina, ya que participaron en la expedición botánicos, zoólogos, fisiólogos, químicos y geólogos, contribuyendo a una visión multidisciplinar del medio acuático. Con esta perspectiva, Hensen realiza en 1880 un balance de producción a través de un estudio del plancton y Forbes publica en 1887 “The Lake as a Microcosm”.

Las ideas sobre el origen de la vida comienzan a esbozarse de manera científica en este siglo, fundamentalmente después de la síntesis química de la urea por Wöhler, abriéndose una dialéctica entre los descubrimientos de Pasteur, sobre la inexistencia de la generación espontánea y la posibilidad de un origen de la vida meramente químico. Ya en el siglo XX, con la aparición de las teorías de Oparin sobre el origen de la vida en 1924, se inicia la visión actualmente existente sobre la comprensión de este proceso y se sientan las bases de la evolución prebiológica, que intenta explicar el paso progresivo de la materia a la vida, continuada por muchos investigadores, como Miller, Haldane, Fox, Oró, etc.

Como vemos, a finales del siglo XIX las grandes líneas maestras de la teoría biológica han quedado establecidas. Mientras, había biólogos especulativos que desarrollaban teorías de la herencia que postulaban que los materiales genéticos de los organismos deberían presentar los fenómenos mostrados por los cromosomas durante la formación de las células sexuales. Siguiendo las teorías del botánico Carl  Nageli (1817-91); August Weismann (1834-1914), un profesor de zoología de Friburgo, publicó un “Ensayo sobre la Herencia y Cuestiones biológicas emparentadas” en el que estableció una distinción tajante entre lo que denominaba germoplasma, responsable de la transmisión de los caracteres hereditarios, esto es el idioplasma de Nageli, y el soma o plasma corporal. Señalaba que las criaturas unicelulares simples se propagaban asexualmente dividiéndose en dos, con lo que resultaban inmortales. En los animales superiores el cuerpo es mortal, siendo sólo inmortal el germoplasma que pasa de una generación a otra. Weismann postuló en 1887 que, a fin de evitar la duplicidad de las unidades del germoplasma con cada generación sexual, antes de la unión sexual, el germoplasma tanto del macho como de la hembra se dividía en dos, de manera que el germoplasma de la descendencia se formaba mediante la unión de un medio de cada progenitor. Una vez dilucidada la conducta de los cromosomas durante la formación del óvulo y el espermatozoide; Weismann procedió a identificar el germoplasma con los cromosomas, sugiriendo que estos últimos se dividían longitudinalmente para formar unidades.

            Otra de las especulaciones de Nageli, su idea de que existía una fuerza interna en el germoplasma de los organismos que daba lugar a mutaciones notables y repentinas, fue tomada por de Vries (1848-1935) en Amsterdam, a fin de acomodar la historia de la evolución orgánica a la brevedad de las estimaciones de la edad de la tierra hechas por físicos como Kelvin. A partir de 1885, de Vries empezó a buscar tales cambios por mutación en los organismos, hallándolos en una colonia salvaje de la onagra americana. Entrando en el siglo XX, Bateson (1861-1926) en Inglaterra y Johannsen (1857-1927) en Dinamarca buscaban también mutaciones. Johannsen, quien acuñó el nombre de “genes”, crió alubias autofertilizadas, obteniendo estirpes puras que producían siempre semillas con el mismo peso medio pero en un caso dio con una mutación: el peso medio de las semillas variaba espontáneamente, conservándose este cambio en las generaciones sucesivas. En este momento, de Vries, Correns y Tschermak examinaron los trabajos anteriores sobre el tema de la herencia y mutación, encontrándolo en lo publicado por Gregor Mendel en 1866 y 1869.

            Mendel (1822-1884), un fraile de Brno, realizó una serie de experimentos que llevarían a una nueva comprensión del mecanismo de la herencia. Su gran contribución fue demostrar que las características hereditarias son llevadas en unidades discretas que se reparten por separado (se redistribuyen) en cada generación. Estas unidades discretas que Mendel llamó “elemente”, finalmente fueron conocidas como “genes” (término acuñado por Johannsen en 1903). Mendel escogió el guisante común, Pisum sativum, planta fácil de cultivar y de crecimiento rápido. Las distintas variedades de plantas tienen características cuyas variantes son claramente diferentes y constituyen líneas que se reproducen puras (homocigotas), reapareciendo sin cambios de una generación a la siguiente. Como dijo Mendel en su trabajo original, "El valor y la utilidad de cualquier experimento dependen de la elección del material adecuado al propósito para el cual se lo usa".  De hecho, planeó sus experimentos con cuidado, eligiendo para su estudio solamente características hereditarias con variantes bien definidas y mensurables. No sólo estudió la progenie de la primera generación, sino también de la segunda y de las subsiguientes. Contó los descendientes y luego analizó los resultados matemáticamente. Aunque su matemática era simple, la idea de que un problema biológico podía estudiarse cuantitativamente fue sorprendentemente nueva. Finalmente, organizó los datos de tal manera que sus resultados pudieran ser evaluados en forma simple y objetiva. Los experimentos mismos fueron descritos con tanta claridad que pudieron ser repetidos y controlados por otros científicos. Pero, efectivamente, Mendel eligió ¡con inteligencia! “el material, adecuado al propósito para el cual se lo usa”, eludiendo el análisis de los caracteres que no se transmitían de forma claramente mesurable y que no se ajustaban a su formulación matemática y que, a la vista de los conocimientos actuales, han resultado ser la mayoría, siendo pocos los transmitidos por herencia mendeliana. Aún así, Mendel sigue siendo considerado el padre de la Genética, término propuesto por Bateson en el transcurso de la “Conference on Hybridization and Plant Breeding” (Londres, 1906) para referirse a la actividad que allí les reunía y que él definió como “la ciencia que estudia la herencia y la variación en los seres vivos”.

            A principios del s. XX las grandes líneas maestras de la teoría biológica habían quedado establecidas; a partir de entonces, el desarrollo de la Biología va a depender más del avance en los procedimientos analíticos que de las grandes innovaciones teóricas. Durante este siglo tienen lugar importantes descubrimientos y el entendimiento de muchos fenómenos biológicos desciende al nivel subcelular y molecular. Por otra parte, la obtención de abundante información y el alto grado de especialización dan lugar a una subdivisión progresiva en áreas de estudio, definidas por el objeto de atención y por la metodología experimental.

            El desarrollo tecnológico supone un fuerte impulso al estudio de la célula, destacando el microscopio de contraste de fases (Zernicke, 1932) que permite observar células vivas sin teñir, el desarrollo de las técnicas de autorradiografía por Lacasagne (1924) y de inmunofluorescencia por Coons (1941) o la construcción del primer microscopio electrónico por Ruska (1930) y la puesta a punto de las diversas técnicas de preparación de muestras para microscopía, a partir de los años cincuenta. Paralelamente al descubrimiento del microscopio electrónico, tiene lugar el desarrollo de las técnicas de fraccionamiento celular, permitiendo la separación de los distintos orgánulos por ultracentrifugación diferencial de homogeneizados, obteniéndolos en cantidades suficientes para su análisis bioquímico y estructural. Así, el citoplasma atrae la atención de investigadores como Claude, Porter, Palade y de Duve, y tiene lugar el aislamiento y caracterización química de mitocondrias, retículo endoplásmico, ribosomas  y lisosomas. En los años sesenta Sabatini y Blobel estudian la regulación del tráfico y destino de las proteínas dentro de la célula eucariota.

            A partir de los años veinte se establece la importancia de las enzimas, contribuyendo a ello Warburg (1923) con el descubrimiento de las enzimas respiratorias. Del estudio de las reacciones aisladas se pasó a la investigación de las vías metabólicas celulares. En 1932, Krebs el ciclo del ácido cítrico. Inicialmente, los trabajos realizados en enzimología y metabolismo se efectuaban con independencia de la estructura celular, pero a partir de los años cuarenta-cincuenta empezaron a desarrollarse técnicas de histoquímica enzimática, debidas a Lison, Glick, Gomori y Pearse. También se comienzan a utilizar los isótopos radiactivos para el estudio de las rutas metabólicas y procesos biológicos. Así, Kennedy y Lehninger sitúan el ciclo de Krebs dentro de la mitocondria en los eucariotas. En 1950, Lynen describe la ruta de oxidación de los ácidos grasos. El empleo de isótopos radiactivos permitió al grupo de Calvin dilucidar las reacciones implicadas en la fotosíntesis. Arnon demuestra que el ATP se genera a partir del ADP y el Pi durante la transferencia electrónica fotosintética en cloroplastos de espinaca iluminados. En los sesenta Mitchell postula la hipótesis quimiosmótica sobre la transducción de energía en los seres vivos. Durante este periodo, se elucidan las etapas de síntesis y degradación de la mayoría de los compuestos biológicos, gracias a la contribución de equipos dirigidos por Krebs, Ochoa, Kornberg, Lynen, Khorana, Niremberg, Lipman, etc.

            Por otra parte, también tiene lugar el desarrollo de técnicas de separación molecular para la determinación de la composición de distintas fracciones celulares; en 1906 Tswett utiliza por vez primera la cromatografía para separar pigmentos vegetales; la electroforesis es introducida en 1933, permitiendo la separación de proteínas en solución.            Asimismo, los métodos de análisis cristalográfico basados en la difracción de rayos X, desarrollados por von Laue, W.L. Bragg y W.H. Bragg (1912), contribuyen decisivamente al estudio de la estructura de las biomoléculas, especialmente de las proteínas y los ácidos nucleicos y conduce a que Michel en 1985 describa, por primera vez, la estructura del centro de reacción fotosintético de Rhodopseudomonas viridis.

            Starling, en 1902, proporciona la primera prueba sobre la existencia de las hormonas, al comprobar la secreción de jugo pancreático por estimulación de la mucosa intestinal con unas gotas de ácido clorhídrico, habiendo previamente denervado el intestino, lo que le hizo pensar en la existencia de un mensajero químico, que aisló y denominó secretina. Posteriormente, fueron encontrándose otros mensajeros químicos que Hardy denominó colectivamente hormonas (del griego "hormaein", excitar). La primera prueba de la existencia de hormonas en los vegetales con capacidad para estimular su crecimiento fue propuesta por Darwin en sus estudios de fototropismo del coleóptilo del alpiste.  Posteriormente Went en 1928 aisló la auxina (del griego aux: crecer) como la sustancia fototrópica responsable del crecimiento de los coleóptilos.

            El sistema nervioso era ya conocido con cierto detalle, tanto en sus aspectos estructurales como funcionales. En 1906, Sherrington publica "The integrative action of the Nervous System" basada en sus estudios sobre el arco reflejo, donde elabora el concepto de la acción integradora del sistema nervioso central. En 1907, Harrison consigue cultivar fragmentos de médula espinal de anfibio y comprobar así el crecimiento de los axones. Estos experimentos serían el punto de partida para las técnicas de cultivos celulares, que permiten simplificar y controlar rigurosamente las condiciones experimentales en el estudio del funcionamiento celular.

            Ramón y Cajal había demostrado que las neuronas eran células individualizadas, Parecía lógico pues, pensar que el impulso nervioso fuese transmitido por una sustancia liberada en el extremo de la terminación nerviosa. En 1920, Loewi comprobó que la estimulación del nervio vago de un corazón, libera al medio una sustancia capaz de producir, sobre otro corazón, los mismos efectos que la estimulación vagal. Esta sustancia fue identificada posteriormente como acetilcolina. Estos descubrimientos, junto con los estudios de Hodgkin, Huxley y Katz sobre los cambios de potencial eléctrico celular, constituyen el fundamento de la Neurobiología.

            La historia de la bacteriología en el siglo XX comienza con el descubrimiento, basado en los trabajos de Reed en 1900, de que la causa de la fiebre amarilla es un virus filtrable transmitido por mosquitos, siendo esta la primera vez que se describe que un virus causa una enfermedad humana. En esta misma línea de trabajo, Peyton Rous descubre en 1911 que un virus puede causar cáncer. En 1915, Fredrick Twort descubre el primer bacteriófago término acuñado por d´Herrelle en 1917. En 1928, Griffith descubre el fenómeno de la transformación en bacterias, estableciendo la fundación de lo que conocemos como Genética Molecular. En 1929, Fleming publica el primer artículo describiendo la penicilina y su efecto en microorganismos gram positivos. Cuando la penicilina puede producirse en grandes cantidades en los años cuarenta, nace la “era de los antibióticos”. En 1931, Van Niel muestra que las bacterias fotosintéticas usan compuestos reducidos  como donadores de electrones sin producir oxígeno; él postula que las plantas usan agua como fuente de electrones y por eso, liberan oxígeno. A partir de los años cuarenta, la bacteriología va a ser fundamental para, por una parte, probar que el ADN, no las proteínas, es el material genético celular y, por otra parte, para abrir el camino hacia las tecnologías de ADN recombinante y hacia la era de la genómica que comienza con la secuenciación en 1995 de dos genomas bacterianos.

            A principios del siglo XX, el conocimiento básico de la estructura celular permitió establecer las bases citológicas de los fenómenos hereditarios al comenzar a interpretarse los datos de la genética por medio del comportamiento de los cromosomas. Thomas Morgan, psicólogo y científico americano, y sus colaboradores dieron a conocer sus trabajos sobre la teoría cromosómica de la herencia, donde señalaron como se establece la ubicación de los genes o factores hereditarios en los cromosomas y sus relaciones recíprocas. Morgan eligió a la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, como su organismo experimental; resultando ser una herramienta muy adecuada para los estudios de genética animal. Varios colaboradores de Morgan hicieron descubrimientos esenciales en la historia de la Genética; así, Bridges colaboró con él en el descubrimiento de la herencia ligada al sexo y descubrió el fenómeno de la disyunción de los cromosomas durante la meiosis, Sturtevant desarrolló la teoría del ligamiento genético y sus contribuciones y las de Plough en 1917 sobre el cruzamiento cromosómico permitió elaborar los primeros mapas cromosómicos y Muller, otro de sus seguidores, se distinguió por sus estudios sobre las mutaciones. El sobrecruzamiento y reordenación de los cromosomas contribuyó a explicar la mezcla de constituciones genéticas en una especie. Un conjunto de características  asociadas a un único cromosoma en un progenitor podría distribuirse en dos en la generación inmediata, separándose y difundiéndose más aún en las generaciones siguientes. Características nuevas podrían aparecer por el surgimiento de un nuevo gen por mutación o por una nueva combinación de genes existentes, así como por cambios cromosómicos internos, como la desaparición, duplicación, transposición e inversión de partes o los cambios que entrañaban conjuntos enteros de cromosomas. De este modo, la selección natural disponía de una gran variabilidad sobre la que operar seleccionando las combinaciones favorables. De esta forma, se introdujo a la genética mendeliana en la teoría darwinista de la evolución orgánica. La combinación entre ambas se conoce como la síntesis neodarwiniana o Teoría Sintética de la Evolución formulada entre otros por el paleontólogo George Gaylord Simpson, el ornitólogo Ernst Mayr y el Botánico Leyard Stebbins y está considerada como la teoría evolucionista “oficialmente” válida.

            A principios de los años cuarenta, si bien la Genética mendeliana era ampliamente aceptada, su elemento fundamental, el gen, era todavía una entidad puramente funcional sin un sustrato material definido, aparte del hecho de formar parte de los cromosomas. Los experimentos de Griffith en 1928, y de Avery, McLeod y McCarthy en 1944 con Pneumococcus y, finalmente, los de Hershey y Chase en 1951 con bacteriófagos T₂ demuestran, sin lugar a dudas, que el ADN es el material genético de las células, dando lugar al nacimiento de la Genética Molecular. Este hecho constituyó un cambio brusco en la corriente de pensamiento de aquella época, en la que se asignaba al ácido desoxirribonucleico un papel meramente estructural. Poco después, Watson y Crick (1953) desarrollan un modelo de estructura del ADN de doble hélice, basado en los análisis estequiométricos de las bases de Chargaff y en los diagramas de difracción de rayos X de Wilkins y Franklin. El modelo de doble hélice sugiere inmediatamente el mecanismo de duplicación, requerido para la conservación del material genético. Este mecanismo semiconservativo es elegantemente demostrado por Meselson y Stahl en 1958.

            Revelada en líneas generales la estructura del material genético, se dirigió el estudio al conocimiento de cómo se producía la acción del gen, es decir, la determinación del carácter fenotípico. En 1909 Garod descubre la relación entre un defecto genético y una anomalía bioquímica, al observar que la alcaptonuria venía provocada por una mutación recesiva que se hereda de acuerdo con las leyes de la herencia mendeliana. En 1940, como consecuencia de sus estudios con mutantes auxotróficos de Neurospora crassa, Beadle y Tatum postulan su hipótesis de "un gen-una enzima". Establecida esta relación, era necesario conocer los mecanismos a través de los cuales el ADN especifica la secuencia de aminoácidos de una proteína . Crick postula en 1958 la existencia del ARN de transferencia que, con el descubrimiento en 1961 del ARN mensajero, constituyen las piezas clave de los mecanismos de expresión génica. Se emprende una de las carreras más apasionantes de la historia de la Biología: el desciframiento del código genético, llevada a cabo por los grupos de Nieremberg, Ochoa y Khorana.

            A principios de los años sesenta, se conocía el esquema básico de los mecanismos de almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética. A partir de aquí, todo transcurre a velocidad de vértigo:

En 1961, como resultado del extenso trabajo realizado sobre la inducción enzimática en Escherichia coli, Jacob, Monod y Lwoff formulan un modelo de regulación de la transcripción génica: el modelo del operón, donde unos genes pueden regular la actividad de otros genes y da una explicación en términos moleculares de la adaptación del metabolismo bacteriano a los cambios ambientales. A principios de los setenta comienza el auge del estudio de sistemas eucarióticos.

En 1965, Arber descubre las nucleasas de restricción, que protegen a las bacterias de ADNs invasores. Se consideraron en principio como una curiosidad científica, y hoy son las principales herramientas de manipulación del material genético. Este descubrimiento, junto con el desarrollo de las técnicas de secuenciación de ADN y la enzimología de los ácidos nucleicos, se puede considerar como el punto de partida de la Ingeniería Genética. Fragmentos de restricción procedentes de distintos ADNs pueden unirse covalentemente e insertarse en un vector que es introducido en el interior de bacterias, y de esta manera pueden ser eficientemente expresados. En la década de los 80 Mullis desarrolla la reacción en cadena de la polimerasa, conocida como PCR, que permite fabricar un número ilimitado de copias de un fragmento concreto de ADN. Esta técnica ha contribuido al desarrollo de los estudios poblacionales y evolutivos y a la secuenciación de genomas completos y con ello, al nacimiento de la genómica.

La idea de que cromosomas rigen los procesos de desarrollo de los organismos, más bien que sus características adultas, unió a la genética y la embriología. Hasta ese momento ambas ciencias se habían mantenido aparte, pues los factores que regían el desarrollo del organismo individual descubiertos por los embriólogos residían en el material celular externo al núcleo del huevo fertilizado, en el citoplasma y no en los cromosomas del núcleo, tal como defendían los genetistas. Algunos embriólogos, especialmente Boveri, Loeb y Jenkinson, llegaron a sugerir a partir de 1917 que los caracteres principales de un organismo, determinantes del philum, la clase, el orden, el género y quizá la especie a la que pertenecía, estaban regidos por factores del citoplasma del huevo fertilizado, mientras que los factores del núcleo sólo determinaban los caracteres de las variedades, como la altura de los guisantes de Mendel. Dicho punto de vista se fue abandonando cuando la embriología pasó de ser más experimental; Roux (1850-1924) fue pionero en dicha experimentación; sus resultados junto a los de Hertwig, Driesch y otros sugirieron a los genetistas americanos Morgan, Bridges y Sturtevant que el citoplasma de los huevos estaba controlado por los genes de los cromosomas del núcleo, siendo el citoplasma de escasa importancia para la herencia o para la evolución de las especies. En la actualidad, sabemos que en las células eucarióticas existe una herencia citoplasmática ubicada, al menos, en los orgánulos energéticos: mitocondrias y cloroplastos que contienen su propio ADN.

Más tarde se comprendió que el entendimiento de la embriología pasa por la comprensión de los fenómenos de diferenciación celular. Las divisiones por segmentación en sí mismas, no conducen a un programa de desarrollo; cuya verdadera esencia está, en cambio, el proceso de diferenciación celular. Hoy en día sabemos que el desarrollo de un zigoto para dar lugar a un animal o una planta multicelular, con variedad de tejidos y tipos celulares, comportan grandes cambios coordinados en la expresión del genoma de un organismo. Durante el desarrollo temprano se expresan más genes que en cualquier otra fase del ciclo de vida. La Biología del Desarrollo se configura como una de las disciplinas más relevantes del momento actual de la Biología. Lewis fue el pionero, en los años cuarenta, de esta disciplina al descubrir los genes hox en Drosophila melanogaster. Cada uno de los genes hox especifica el desarrollo de una parte del cuerpo de atrás hacia delante. El orden de los genes en los cromosomas y el orden de las partes del cuerpo es el mismo. Las mutaciones en genes hox transforman un segmento en otro, produciendo, por ejemplo, una mosca con cuatro alas en vez de dos. En los años ochenta, Christiane Nüsslein-Volhard y Eric Wieschaus, en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular pudieron identificar y clasificar otros muchos genes que también afectan al plan general del embrión de la mosca y a la forma como se divide en segmentos. Con el desarrollo de técnicas moleculares cada vez más precisas, se ha encontrado que los genes hox y los descubiertos posteriormente estaban presentes en un número creciente de animales, incluido el hombre: las similitudes en la embriogénesis temprana en diferentes grupos de organismos, podrían indicar que el programa genético de desarrollo es ancestral; en este sentido se ha propuesto que la explosión del Cámbrico podría deberse a la aparición de los genes hox. El equipo de J. Carlos Izpisúa del Instituto Salk ha descubierto recientemente dos familias de genes: Wnt y FGF que controlan la regeneración de las extremidades en el axolote mejicano. Este descubrimiento puede tener una importancia capital en la regeneración de miembros e incluso órganos humanos. Por lo tanto, el conocimiento del mecanismo básico del desarrollo puede permitir esclarecer muchas vías de evolución y comprender como en la era de la genómica, sutiles cambios en expresión génica pueden estar en el origen  de la gran diversidad de organismos.

            Durante el siglo XX, la joven Ecología se desarrolla como ciencia de síntesis, que combina materiales de distintas disciplinas con puntos de vista propios. Lotka, en 1925, es el primero en tratar poblaciones y comunidades como sistemas termodinámicos. También muestra cómo el comportamiento de estos sistemas puede ser descrito matemáticamente en términos de interacciones entre sus componentes. En 1927 Eldon desarrolla el concepto de nicho y de pirámides ecológicas, y estudia las relaciones alimentarias. Bajo esta perspectiva, el funcionamiento de los ecosistemas se describe como movimiento y transformaciones de materia y energía. Lindeman en 1942 detalla el flujo de energía, incidiendo en la idea de los ecosistemas como sistemas transformadores de energía e introduciendo la noción de eficiencia ecológica. La Ecología energética es posteriormente desarrollada por Odum y Oving. Por otra parte, la Ecología de sistemas, basada en las ideas de Lotka, se desarrolla con la introducción de la Teoría de la Información de Margalef y la Teoría de Juegos apoyada por los avances de la informática.

Surgen nuevas áreas de conocimiento, como la Etología, que estudia el comportamiento animal. Desde la segunda mitad del siglo, los evolucionistas sitemáticos mantienen que las pautas de comportamiento son producto de la selección natural y podrían utilizarse con finalidad filogenética, de la misma forma que los parámetros morfológicos o bioquímicos. En 1973 y, por primera vez, especialistas de esta rama del saber biológico, K. Von Frisch, K.Lorenz y N. Kimbergen, recibían el premio Nobel de medicina y fisiología por sus trabajos.

            Varios frentes o líneas maestras de investigación, que pueden incluso cambiar nuestra visión actual sobre el mundo, están ahora mismos abiertos.

            Actualmente, la secuenciación y anotación de más de cien genomas es una fuente inagotable de datos que junto con el desarrollo de herramientas bioinformáticas, de las micromatrices de ADN y de la proteómica permite abordar el estudio de los seres vivos en toda su complejidad escapando al enfoque reduccionista. Este enfoque reduccionista, a pesar de haber sido uno de los motores más potentes de la investigación en Biología hasta el momento, siempre tiene la limitación de alterar el sistema viviente de estudio y, por lo tanto, interfiere con la explicación del proceso estudiado. El nuevo abordaje va a permitir comprender como las partes de las células y de los organismos están integradas funcionalmente. Así, la anotación de los genomas ha revelado que a un porcentaje relativamente elevado, que varía según las peculiaridades de la especie, de los genes secuenciados no se les puede asignar “a priori” una función basándose en homologías de secuencias existentes en las bases de datos o en estudios bioquímicos previos. Por lo tanto, se abre un campo de estudios muy amplio que va a llevar todavía mucho tiempo, que podríamos denominar era postgenómica en la que entender la función de los genes y su regulación va a ser fundamental para entender la complejidad celular. La genómica funcional y sobre todo la proteómica están permitiendo estudiar patrones de expresión de familias completas de genes y permitirá estudiar, en un futuro próximo, dichos patrones incluso del genoma entero en distintas circunstancias; así como identificar y determinar la función de todas las proteínas en una célula. Se podrán, además, estudiar las interacciones proteína-proteína, lo que permitirá crear un mapa celular de dichas interacciones que puede tener un valor fundamental para entender el funcionamiento celular y sin duda, dará lugar a una nueva Teoría Celular en la que todos sus elementos estén integrados y en la que las rutas y redes informativas permitan obtener modelos reales de la estructura y funcionamiento celular.  La combinación de los conocimientos adquiridos en genómica y proteómica y el desarrollo espectacular de la bioinformática está permitiendo la elaboración de modelos de rutas metabólicas completas (metabolómica) e incluso modelos celulares. Estos modelos, además de la investigación básica que permitirá la integración de todo el metabolismo celular, presentan un enorme interés biomédico, especialmente para el desarrollo de nuevos fármacos.

            Con tantos datos es deseable que, en las próximas décadas, se avance en los distintos temas de investigación, como el estudio de los mecanismos de control y regulación del crecimiento y división celular, las bases moleculares que determinan la invasión y metástasis por células transformadas o las implicaciones que pueda tener en estos procesos el sistema inmune. Especialmente, los estudios de los mecanismos de control y diferenciación celular durante el desarrollo embrionario deben llevar a la Biología del Desarrollo y la Evolución, valga la redundancia, a vivir un periodo de amplia revisión que nos permita acercarnos definitivamente a la base de los mismos. En este sentido, la genómica funcional y la proteómica pueden ofrecer claves importantes en el estudio de los mecanismos de diferenciación de los distintos organismos. Muchos biólogos del desarrollo opinan que el que, finalmente, se desarrolle un tipo de organismo u otro podría deberse a cambios sutiles en la expresión génica. Sorprendentemente, la secuenciación de genomas parece indicar, a priori,  que el número de genes per se y por lo tanto la cantidad  bruta de información no parece estar muy relacionado con los niveles de complejidad encontrados en los organismos, sobre todo si consideramos que en el genoma humano el 45% del ADN corresponde a secuencias repetidas y podría pensarse que quizá cambios de expresión génica podrían ser los responsables  de los distintos patrones de desarrollo.

            En cuanto al tema evolutivo, los estudios genómicos aportan una valiosa información sobre filogenia de las especies. Así la secuenciación de genomas de procariotas poco relacionados a priori como pueden ser las bacterias y arqueobacterias, ha demostrado que en determinados ambientes ha habido episodios de transferencia horizontal entre ambos tipos de procariotas y pueden compartir porcentajes significativos de genes. También se han encontrado genes bacterianos, además de secuencias víricas y secuencias de inserción en el recién publicado borrador del genoma humano cuya función se desconoce; algunos científicos creen que algunas de esas secuencias de inserción, las denominadas alu pueden ser una fuente esencial de variabilidad evolutiva. La secuenciación completa del genoma de muchos organismos está permitiendo dilucidar cómo se relacionan evolutivamente grupos específicos de organismos; así Radhey S. Gupta ha sugerido recientemente, basándose en secuencias específicas de ADN que él denomina “firmas de ADN”, que todos los procariotas (bacterias y arqueobacterias) podrían descender de un antepasado común que serían bacterias gram-positivas, por lo que los procariotas estarían relacionados unos con otros linealmente y la idea de los tres dominios (Bacteria, Arquea y Eucaria) inspirada por los resultados de Carl Woese, obtenidos en los años setenta, de secuenciación de ARNr 16S puede no ser del todo real. Asimismo, el mismo tipo de metodología ha llevado a Gupta a proponer que la célula eucariótica ancestral fue una quimera formada por la fusión e integración de los genomas de una arqueobacteria y una bacteria y que esta fusión primaria fue un suceso único en la evolución de la vida en la tierra.

            Los resultados de Gupta apoyarían la Teoría Endosimbiótica de la evolución postulada por Mereschkowsky y posteriormente por Lyn Margulis, que también atribuye el origen de las mitocondrias y cloroplastos a bacterias que establecieron una simbiosis con el eucariota ancestral; en la actualidad, los estudios comparados de los genomas de los orgánulos y genomas bacterianos han proporcionado pruebas convincentes sobre el origen simbiótico de mitocondrias y cloroplastos. Frente a la Teoría Darwinista de la evolución que postula que la evolución sucede de forma gradual y continua gracias a la presión que la selección natural ejerce sobre pequeñas variaciones genéticas, se encuentra la Teoría Endosimbiótica que habla de cooperación entre especies, de relaciones simbióticas que se heredan como motor de la evolución; en particular, la endosimbiosis explicaría innovaciones macroevolutivas como la génesis de la célula eucariótica o el origen de las plantas.

            Por tanto, en los comienzos del siglo XXI, la Biología entra en uno de sus momentos más emocionantes. En estos momentos se dispone de un gran bagaje de conocimientos y de una sofisticada metodología, continuamente renovada, y es estimulante saber que, si bien nos encontramos ante un futuro lleno de incógnitas por resolver, este ofrece una perspectiva optimista, siempre que se tenga una visión crítica y “aséptica” de los conocimientos adquiridos hasta el momento.

            También el campo de la Biología Aplicada ofrece un abanico enorme de posibilidades aún a medio abrir.

            La secuenciación y anotación de genomas junto con todas las tecnologías que lo acompañan como la construcción de biochips puede revolucionar la medicina, con el nacimiento de la denominada medicina genómica donde se buscarán tratamientos personalizados a las enfermedades que padezcamos que puedan tener un componente genético. Será probablemente una medicina cara y al alcance de unos pocos privilegiados. Dentro de la medicina genómica, la terapia génica, que hasta el momento ha cosechado más fracasos que éxitos, también puede tomar un nuevo impulso y ser una opción terapéutica en un futuro próximo. En muchos casos, la terapia génica ha fallado por que los vectores génicos no eran los adecuados ya que los utilizados hasta ahora, generalmente basados en adenovirus, en ocasiones han resultado letales o no han cubierto su objetivo, por lo que en la actualidad se están intentando desarrollar nuevos vectores. No obstante, a pesar de los avances que la genómica puede significar en la medicina humana; todavía se precisa mucha investigación para encontrar tratamiento e incluso erradicar enfermedades infecciosas que como la malaria o el SIDA están diezmando la población de muchos países, en particular en África y Asia. El virus que causa el síndrome de inmunodeficiencia en humanos fue descubierto por el equipo de Luc Montagnier en 1983 y a partir de esta fecha, se ha avanzado espectacularmente en el conocimiento de la estructura del virus y existen tratamientos antivirales caros que pueden llevar a que la enfermedad se haga crónica; sin embargo, probablemente debido a la alta tasa de mutación del retrovirus, no se ha encontrado una vacuna eficaz. En el caso de la malaria, tampoco se ha fabricado una vacuna que sea efectiva al 100% ya que el ciclo de vida del parásito es muy complicado y no se conocen todas las claves. Por otra parte, el descubrimiento de un nuevo agente infeccioso por Stanley Prusiner en 1982, que él denominó prión, y que sorprendentemente, es de naturaleza únicamente proteica ha provocado la  alarma tanto entre los científicos como en la opinión pública ya que los priones parecen ser la causa de las distintas encefalopatías espongiformes, un tipo de enfermedad neurodegenerativa mortal que afecta a muchos mamíferos, incluido el hombre. La “crisis de las vacas locas” que se inició a finales de los años ochenta en el Reino Unido ha traído consigo la desagradable sorpresa de que el prión bovino puede atravesar la barrera de las especies e infectar a los seres humanos.

            Otro campo de aplicación  que está en plena expansión en la actualidad y que se beneficia directamente de los avances en genética molecular y en particular de la secuenciación de genomas es la Biotecnología. Hoy en día contamos con un número considerable de organismos, tanto procariotas como eucariotas,  que se pueden manipular genéticamente y en los que se puede sobre expresar genes que codifican para proteínas de interés industrial, agrícola medioambiental o terapéutico. Aunque los procariotas son en la actualidad probablemente los organismos más utilizados en biotecnología; otros organismos como plantas y animales representan una alternativa interesante y ya se han desarrollado numerosos organismos eucariotas transgénicos con aplicación biotecnológica directa. La utilización de plantas transgénicas resistentes a herbicidas, otros pesticidas y plagas o con propiedades que faciliten su crecimiento en suelos o medios ambientes poco adecuados o que aceleren su floración y producción de frutos podría dar lugar a una nueva revolución verde. Las plantas también se pueden utilizar para la producción de vacunas comestibles que abaratarían en gran medida el coste de dichas vacunas. Se han desarrollado plantas transgénicas que producen proteínas con aplicación biomédica como globulinas humanas y anticuerpos. También se están haciendo esfuerzos importantes para utilizar las plantas como fábricas celulares de biopolímeros (plásticos biodegradables) y de ácidos grasos de interés industrial. Las plantas también tienen un papel importante en la descontaminación in situ de sitios contaminados por metales pesados; las técnicas de fitorremediación en las que se utilizan plantas hiperacumuladoras de metales tanto transgénicas como no modificadas y dentro de las plantas transgénicas, aquellas que expresan la mercurio reductasa bacteriana capaces de  volatilizar el mercurio son ya una alternativa clara a los tratamientos de descontaminación físico-químicos. En el caso de contaminación por compuestos orgánicos como bifenilos policlorados o compuestos aromáticos policíclicos, las técnicas de rizorremediación, en las que bacterias transgénicas capaces de degradar los xenobióticos colonizan la rizosfera de plantas adecuadas, también se configuran como una tecnología prometedora para el tratamiento de vertidos in situ.

            Los animales transgénicos también son una realidad y aunque la mayoría se usa como modelo para estudiar distintas enfermedades humanas, en el Instituto Roslin de Edimburgo se están creando animales transgénicos capaces de producir proteínas de interés terapéutico en la leche.      El nacimiento en 1995 de la oveja clónica Dolly, obtenida a partir de una célula mamaria de una oveja adulta, desató la polémica sobre la posible aplicación futura de la técnica, que se reveló imperfecta, desarrollada por Ian Wilmut y colaboradores en el Instituto Roslin de Edimburgo; en particular, la clonación de seres humanos. No obstante, se está intentado la clonación reproductiva para intentar salvar especies en peligro de extinción y “resucitar” especies que se han extinguido recientemente. Existe un tipo de clonación, denominada clonación terapéutica, ya permitida en España, en la que se crean embriones a partir de células de adulto pero sólo como fuente de células madre o células totipotentes con un beneficio potencial en la regeneración y reparación de órganos y tejidos o la curación de enfermedades degenerativas y que podrían evitar el problema de rechazo que surge con las técnicas de transplante actuales. No obstante, recientes estudios han demostrado que se puede obtener células madre adultas de tejidos diferenciados como la médula ósea en humanos que también son susceptibles de diferenciarse en laboratorio en muchos tipos de tejidos y que por lo tanto, haría innecesaria la clonación de embriones o la utilización de embriones desechados de las técnicas de fecundación in vitro.

            A pesar de las “formidables” perspectivas de la Biotecnología, y, sin entrar en consideraciones éticas, sino meramente científicas, deberíamos tener un cuidado exquisito y diseñar controles adecuados, que implican entre otras cosas un seguimiento de varias generaciones para poder asegurar que no hay riesgos de alteraciones biológicas propias o vecinas, antes de lanzar tanto transgénico a la naturaleza, de clonar tantas células o tantos organismos, de lo contrario, los daños ecológicos y de la salud podrían ser irreparables.

            La Astrobiología o Exobiología, que pretende la búsqueda de vida extraterrestre, aunque es un área en la actualidad prácticamente inexistente e incluso exótica, es un tipo de estudio necesario y que, caso de demostrarse la existencia de vida fuera de nuestro planeta, puede cambiar nuestra percepción actual del universo o por lo menos provocaría que la Biología dejara de ser considerada una ciencia menor porque se ocupa del estudio de un fenómeno local: la vida en el planeta Tierra. Los datos de distintas misiones espaciales no tripuladas en nuestro sistema solar así como los estudios de meteoritos que han impactado en nuestro planeta nos hacen tener ciertas esperanzas de que la vida pueda no haber sido un suceso único y circunscrito a nuestro planeta. El planeta Marte se configura como el más prometedor candidato a albergar o haber albergado algún tipo de vida, probablemente de naturaleza muy elemental (tipo procariota). Algunos científicos claman haber encontrado restos de actividad biológica en meteoritos provenientes de Marte pero existe mucha polémica al respecto. En la actualidad como la vida, tal como la conocemos en la tierra, se basa en el agua líquida, se están planteando misiones a Marte con el objetivo de encontrar agua o al menos, indicios de la existencia de agua en tiempos remotos. Otro candidato a albergar vida es Europa, una de las lunas de Júpiter, ya que podría haber agua líquida debajo de la capa de hielo que lo recubre.

            La  búsqueda de vida extraterrestre está llevando a estudiar ecosistemas en la Tierra en los que podrían darse condiciones ambientales similares a las que podrían sustentar vida en otros planetas, como por ejemplo los valles secos de la Antártida o incluso el ambiente acidófilo de Río Tinto. Este tipo de estudios también pueden cambiar nuestras ideas sobre el origen de la vida en la Tierra; así, en la actualidad hay investigadores como Karsten Pedersen de la Universidad de Göteborg (Suecia) que piensan que la vida no se originó en la superficie del planeta como resultado de la sopa prebiótica sino que surgió en las profundidades, bajo la corteza terrestre y que probablemente fue un primitivo quimiolitotrofo el primer ser vivo. Por ello, se ha sugerido que la búsqueda de vida en Marte debe hacerse tanto en la superficie como en la profundidad, bajo la corteza del planeta. Otra hipótesis, relacionada con la panspermia indica que la vida pudo originarse en hielo amorfo (no cristalino) como el que se encuentra en el espacio interestelar.

            Lo que se ha dado en denominar “Ciencias del conocimiento” un conjunto sinérgico de filosofía, psicología, neurobiología e inteligencia artificial tratará de resolver uno de los objetivos más ambiciosos de la historia de la biología y de la historia del conocimiento en general: comprender como funciona el cerebro humano. Quizás, aquí, como en ningún otro caso, sea más fácil explicar cual es él autentico reto en el momento actual y en nuestro futuro más próximo, y que no es otro que el siguiente: dada la complejidad de los problemas existentes debemos asumir la necesidad del equipo multidisciplinar. Así, la creación de un lenguaje común para todos aquellos que estén implicados en la solución de un problema será el primer reto a superar y donde la figura del generalista con una formación interdisciplinar adecuada facilitará mucho el trabajo. En el caso enunciado, de poco servirá por ejemplo el conocimiento a fondo de  los programas informáticos llamados redes neuronales sino tenemos claro, que las denominadas neuronas informáticas no son sino una caricatura de una neurona real.

Muy probablemente, el campo que mayor éxito relativo experimentará con este enfoque, de una visión interdisciplinar para la solución de los problemas, será la Ecología. Al generalizarse la utilización de metodologías de otras disciplinas se permitirá un entendimiento más completo del funcionamiento del ecosistema. Por otro lado, el momento actual, en que el medio ambiente está especialmente amenazado, requiere una investigación que permita salvaguardar los ecosistemas, haciendo los modelos de explotación más racionales y menos destructivos. La aplicación de tecnologías de biología molecular a la ecología está permitiendo un conocimiento más exhaustivo de los ecosistemas (especialmente en cuanto a poblaciones microbianas no cultivables) y el impacto que cualquier variación ejerce sobre estos ecosistemas.

            Los estudios sobre las circunstancias que determinan el cambio climático y sus consecuencias, constituye, en gran medida, el hito de los estudios medioambientales, sólo comparable al proyecto genoma de los biólogos y genéticos moleculares. La toma de decisiones que vengan determinadas por los conocimientos de uno y otro, constituyen todo un reto tanto para el saber como para el futuro de nuestra especie, pues nos obliga a una visión integradora alejada de los tradicionales enfoques reduccionistas, que tan útiles son para el progreso puntual de la Ciencia, pero que en estos momentos de obligada concepción holística, resultan insuficientes.

            Cabe finalizar este apartado resaltando una faceta importante derivada del desarrollo de la Biología, su influencia sobre el pensamiento humano actual. Así, la Biología se erige como una de las ciencias más adecuadas en la explicación y resolución de la problemática ideológica del hombre en torno a su propia existencia y a la de la vida que le rodea, tema de enorme complejidad y del que hay que reconocer que se sabe poco. Se trata de un campo de fuerte polémica, donde la investigación es sobre todo documental y donde convergen Paleontología, Astrofísica y Filosofía en torno a preguntas clave como el origen de la vida, del hombre o la cuestión del azar en la evolución. La Biología Molecular y la Genética, con su estudio físicoquímico de los mecanismos hereditarios y de las potencialidades hereditarias en la búsqueda de los secretos de la vida, es causa de una verdadera revolución científica que ha cambiado la imagen del hombre y de la naturaleza, basando la vida en conceptos de código y de información genética. Por supuesto, la secuenciación del genoma humano trae consigo una serie de consideraciones éticas, de modo que no se discrimine a las personas que tengan defectos genéticos que las hagan propicias a sufrir determinada enfermedad y por otra parte, cada vez existen críticas más fuertes a la patentabilidad del genoma humano, que es patrimonio de todos y a la posibilidad de que el conocimiento del genoma permita manipulaciones del mismo que atenten contra la integridad del ser humano, además de los problemas ya suscitados por temas como la fecundación in vitro, la utilización de embriones para fines terapéuticos, la clonación humana o el conocimiento a la predisposición genética de padecer cualquier tipo de enfermedad. Así, moralistas, filósofos o sociólogos se interrogan acerca de las transformaciones de la humanidad que esta moderna tecnología permite entrever.

            Otro tema de actualidad es el referente al determinismo científico y la libertad humana. El problema está en delimitar hasta qué punto la conducta humana está determinada por leyes biológicas: si su naturaleza está determinada por unos mecanismos genéticos bajo el control de distintos genes, resultado de la evolución de las conductas animales, o su explicación queda totalmente o en parte fuera del campo de la Biología. Mas aún, después de poder conocer con antelación gracias al genoma de cada individuo, antes de su desarrollo, sus predisposiciones no solamente físicas sino psicológicas.

            Pero quizás el campo de la Biología de mayor trascendencia social y de pensamiento es el de la Ecología. La consideración del hombre como parte de los ecosistemas estableciendo relaciones de interdependencia y ejerciendo una acción capaz de modificar los equilibrios naturales, la consideración de que las agresiones a la naturaleza pueden desbordar la capacidad de autorregulación de los ecosistemas amenazando con consecuencias imprevisibles a todos sus integrantes, y la conciencia de la realidad de destrucción y saqueo de la naturaleza y degradación de la biosfera por parte de la civilización industrial han dado lugar a la denominada crisis ecológica, una nueva visión del hombre respecto a sus propias acciones sobre la naturaleza. Desde esta nueva perspectiva, aumentada después de observar desde el espacio la limitación del planeta Tierra, surge una conciencia sobre la necesidad de una explotación racional de los recursos naturales, a la vez que una inquietud por la conservación del medio ambiente y la protección de los seres vivos, cuya diversidad constituye el principal patrimonio de la Humanidad.

Por lo tanto, y como consecuencia de este mayor y mejor conocimiento, sería deseable que en las próximas décadas se generase una nueva forma de pensar, y de actuar, que contemplará al hombre inmerso en su medio y no como dueño y señor de su ambiente. Ello implicaría una nueva filosofía de vida basada en el respeto tanto a su propia especie como al resto de las especies, y que le autolimitaría en sus interferencias sobre el medio ambiente ya que va en ello la viabilidad de nuestro futuro. En este sentido, la visión integradora que nos proporciona el saber ecológico se configura como una nueva ética que nos permitirá comprender mejor que nunca cual es nuestro auténtico papel en el mundo en que vivimos, sólo depende de nosotros que asumamos, o no, con un comportamiento adecuado, está misión.

            Los distintos frentes de ampliación del conocimiento y aplicación de éste que se encuentran abiertos en la Biología actual auguran un auge desconocido hasta el momento para esta ciencia y hacen muy posible que el siglo XXI sea considerado el siglo de la Biología.