Capítulo 3:

 Biología. Teoría celular (2/2)

¿De dónde vienen las células?

La mayor parte de las teorías científicas tienen dos componentes: el primero describe un modelo del mundo natural, mientras que el segundo identifica un mecanismo o proceso que es el responsable de crear el modelo. Hooke y sus colegas científicos habían enunciado el componente de modelo de la teoría celular.

En 1858, Rudolph Virchow añadió el componente de proceso al declarar que todas las células surgen de células preexistentes.

La teoría celular completa, entonces, se puede enunciar así: todos los organismos están hechos de células, y todas las células provienen de células previas.

Esta afirmación suponía una amenaza directa a la explicación dominante, llamada «generación espontánea». En ese momento, la mayoría de los biólogos creía que los organismos surgen espontáneamente bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, se pensaba que las bacterias y los hongos que echan a perder alimentos, como la leche o el vino, aparecían motu proprio en esos medios ricos en nutrientes: llegaban a la vida a partir de materia no viva. La generación espontánea era una hipótesis, una explicación propuesta.

La hipótesis de que todas las células surgen de otras células, por el contrario, mantenía que las células no llegan a la vida de forma espontánea, sino que se producen cuando otras células crecen y se dividen. Los biólogos suelen utilizar teoría para las explicaciones propuestas para modelos generales de la naturaleza, e hipótesis para las explicaciones a preguntas más concretas.

Poco después de que se publicara la hipótesis de que todas las células surgen de otras células, Louis Pasteur se propuso comprobar sus predicciones experimentalmente. Una predicción es algo que puede medirse y que debe ser correcto si la hipótesis es válida. Pasteur quería determinar si podrían surgir microorganismos espontáneamente en un caldo de nutrientes, o bien si sólo aparecen cuando el caldo se expone a una fuente de células. Para estudiar el problema, creó dos grupos experimentales: un caldo que no estaba expuesto a una fuente de células, y otro que sí lo estaba. La hipótesis de la generación espontánea predecía que las células aparecerían en ambos grupos. La hipótesis de que todas las células surgen de otras células predecía que sólo aparecerían células en el experimento expuesto a una fuente de células.

La Figura 1.2 muestra el diseño experimental de Pasteur. Se puede observar que los dos tratamientos son idénticos en todos los aspectos excepto en uno. Ambos utilizaban matraces de cristal llenos de la misma cantidad del mismo caldo de nutrientes. Los matraces se hirvieron durante el mismo tiempo para matar todos los organismos vivos, como bacterias u hongos.

Pero como el matraz dibujado en la Figura 1.2a tenía el cuello recto, estaba expuesto a células después de la esterilización por calor. Estas células previas son las bacterias y los hongos que se adhieren a las partículas de polvo del aire. Podían caer al caldo de nutrientes porque el cuello del matraz era recto. Por el contrario, el matraz de la Figura 1.2b tenía un largo cuello de cisne. Pasteur sabía que el agua se condensaría en el cayado del cuello de cisne después de hervir, y que esta agua atraparía a todas las bacterias y los hongos que penetraran con las partículas de polvo. Así pues, el matraz de cuello de cisne estaba aislado de todas las fuentes de células incluso aunque siguiera estando expuesto al aire.

Experimento

Pregunta: ¿Surgen las células espontáneamente o de otras células?

Hipótesis de la generación espontánea: Las células surgen espontáneamente de materia no viva. Hipótesis de que todas las células surgen de otras células: Sólo se producen células cuando otras células preexistentes crecen y se dividen.

(a) Experimento de Pasteur con el matraz de cuello recto:

Predicción de la hipótesis de la generación espontánea: aparecerán células en el caldo. Predicción de la hipótesis de que todas las células surgen de otras células: Aparecerán células en el caldo.

(b) Experimento de Pasteur con el matraz de cuello de cisne:

Predicción de la hipótesis de la generación espontánea: Aparecerán células en el caldo. Predicción de la hipótesis de que todas las células surgen de otras células: No aparecerán células en el caldo.

Resultados:

Conclusión: Las células sólo nacen de otras células previas, no espontáneamente de materia no viva.

FIGURA 1.2 La hipótesis de la generación espontánea se pone a prueba mediante un experimento.

El diseño experimental de Pasteur fue eficaz porque sólo existía una diferencia entre los dos tratamientos, y porque la diferencia era el factor que se estaba poniendo a prueba (en este caso, la exposición del caldo a células presentes). Si entiendes este concepto, deberías ser capaz de identificar los problemas que surgirían si hubiera puesto distintos tipos de caldo en los dos grupos, hervido durante tiempos diferentes, o utilizado un matraz de porcelana en un caso y un matraz de cristal en el otro.

¿Y los resultados de Pasteur? Como muestra la Figura 1.2, el matraz expuesto a células se llenó rápidamente de bacterias y hongos. Esta observación fue importante porque demostró que la esterilización mediante calor no había alterado la capacidad del caldo de sustentar el cultivo, y porque apoyaba la hipótesis de que el cultivo empezaba con células ya existentes. Pero el caldo del matraz de cuello de cisne permanecía estéril. Incluso dejando el matraz durante meses, no aparecían organismos.

Como los datos de Pasteur eran contrarios a las predicciones de la hipótesis de la generación espontánea, los resultados persuadieron a la mayoría de los biólogos de que la hipótesis de que todas las células surgen de otras células era la correcta.

El éxito del componente de proceso de la teoría celular tuvo una implicación muy importante: si todas las células nacen de células preexistentes, se deduce que todos los individuos de una población de organismos unicelulares están relacionados por un ancestro común. Del mismo modo, en un individuo multicelular como tú, todas las células presentes descienden de células previas, hasta llegar a un óvulo fertilizado. Un óvulo fertilizado es una célula creada por la fusión de un espermatozoide y un óvulo, células formadas en los individuos de la generación precedente.

De este modo, todas las células de un organismo multicelular están vinculadas por un ancestro común.

La segunda gran teoría fundadora de la Biología es similar, en esencia, a la teoría celular. También resultó publicada el mismo año que la hipótesis de que todas las células nacen de otras células. Fue la comprensión, alcanzada de forma independiente por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace, de que todas las especies (todos los tipos identificables y distintos de organismos) están relacionadas por ancestros comunes.

Cursos similares a Biología. El árbol de la vida

1. Claves de la historia de la Biología La Biología se ha desarrollado a lo largo del tiempo gracias a las aportaciones de... [23/12/02]				31.448
2. Cuestionario de Biología CENEVAL La presente guía se trata de un Cuestionario de biología , resuelto con más de 100... [12/07/11]				135
3. Conoce la evolución de la vida En este curso podrás conocer y comprender el origen de los seres humanos. Los... [05/03/08]				695