Post on 23-Dec-2015
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Martín Orensanz
Universidad Nacional de Mar del Plata
Facultad de Humanidades
martin7600@gmail.com
Proyecto de adscripción para la materia “Historia de la Ciencia”.
1- PROPUESTA DE PLAN DE TRABAJO DOCENTE (hasta 2 clases
prácticas, 4 horas). LA MISMA DEBE INCLUIR:
TEMA: PRESENTACIÓN DEL / DE LOS TEMA/S A DESARROLLAR.
Tema: Principales desarrollos en la historia de la biología
Presentación:
Dentro de la historia de las ciencias, en el siglo XX comenzó a
concretarse una serie de estudios en torno a la historia de la biología, de los
cuales pueden citarse los trabajos clásicos de Jean Rostand y de Ernst Mayr.
Si bien el término “biología” fue difundido gracias a la obra que Lamarck
escribió en 1809, es válido preguntarse, si antes de la inauguración de aquel
término, no había una historia de lo que luego se llamaría “biología”. Tanto
Rostand como Mayr afirman que la había, y es por esa razón que el primero de
ellos comienza su Introducción a la historia de la biología con los experimentos
de Francesco Redi, llevados a cabo en el siglo VII, tendientes a refutar la teoría
de la generación espontánea. Sin embargo, la reflexión sistemática en torno a
los seres vivos data de mucho antes. Autores de la Grecia Antigua como
Aristóteles y Teofrasto elaboraron sistemas clasificatorios de los seres vivos, e
intentaron fundamentar aquellos sistemas en base a las características que
observaban en los distintos seres considerados.
Aún así, el conocimiento de los seres vivos se remonta mucho más atrás
en el tiempo. Todos los pueblos cazadores-recolectores del paleolítico tenían
un conocimiento de los animales y las plantas de su entorno. Prueba de ello
son las numerosas pinturas rupestres que se observan en distintos aleros
rocosos y cuevas en diferentes regiones del mundo que datan de aquella
época. En aquellas pinturas, generalmente se destacan las escenas de
cacería. En el caso de la Cueva de las Manos, un complejo sistema de aleros
rocosos en la provincia de Santa Cruz en Argentina, los animales que figuran
en las escenas de caza son casi siempre guanacos. Cada pueblo tenía un
conocimiento de los animales que cazaba; dependían de este conocimiento
para asegurarse el alimento. Los restos de animales carbonizados,
encontrados en distintas fogatas del período, junto con instrumentos líticos
como puntas de proyectiles para cazarlos, corroboran esta hipótesis. Las
distintas semillas de frutos encontradas en aquellos yacimientos arqueológicos
también nos permite afirmar que estos pueblos conocían la diferencia entre
plantas no comestibles y frutos comestibles; y dentro de estos últimos, también
tenían sus preferencias. A este conocimiento botánico se suma el del
aprovechamiento de muchas plantas con propiedades medicinales.
Si bien estos pueblos no tenían un conocimiento de los seres vivos
según las exigencias de la biología científica actual, no por ello dejaban de
conocer rasgos biológicos importantes de dichos seres. El pasaje del modo de
vida cazador-recolector, al modo de vida agricultor-ganadero, efectuado por
algunos pueblos, permite afirmar que los seres humanos estaban familiarizados
con la selección artificial. La domesticación de plantas comestibles como el
zapallo y la papa, y por otro lado la domesticación de llamas, vacas, cabras y
ovejas, según la región, fue un proceso que tardó cientos, cuando no miles de
años. Sin embargo, durante ese tiempo, se elegían qué ejemplares cruzar con
cuáles. Ciertamente estos pueblos no conocían la expresión “selección
artificial”, como tampoco conocían ni las leyes de la herencia de Mendel, ni los
postulados de la Teoría Sintética de la Evolución. Aún así, desde antaño
sabían que la cruza selectiva entre ciertos individuos, presentaba una
descendencia con características similares a las de sus progenitores. De otro
modo, la domesticación de plantas y animales, proceso al cual contribuyeron
incontables generaciones, no hubiera sido posible.
En la Grecia Antigua, la reflexión filosófica abarcó prácticamente todos
los diversos ámbitos de la realidad, y la reflexión acerca de los seres vivos no
fue una excepción. Aristóteles clasificó a los seres vivos de manera jerárquica y
según una “escala de la Naturaleza”, en donde los vegetales, los animales, y
finalmente los seres humanos formaban una escalera o pirámide, que se iba
complejizando a medida que se ascendía a los niveles superiores. Teofrasto
continuó las ideas de Aristóteles, y en lo que respecta a su clasificación de los
seres vivos, prestó una especial atención al grupo de las plantas, de las cuales
llegó a describir una enorme variedad. Tanto Aristóteles como Teofrasto
mantuvieron una idea acerca de la generación de los seres vivos, que iba a
perdurar hasta el siglo VII. Se trata de la famosa noción de la “generación
espontánea”. Ambos filósofos afirmaban (y no sólo ellos, sino más bien la
mayor parte de las personas de su época) que los seres vivos más simples,
como los gusanos y las moscas, se generan a partir de materia en
descomposición, como la carne podrida.
Esta idea de la generación espontánea, así como también muchas de
las ideas de Aristóteles y de Teofrasto acerca de los seres vivos, se mantuvo
durante la Edad Media de Europa. Sólo que ahora la “escala de la Naturaleza”
diagramada por Aristóteles tenía un nuevo elemento en su cúspide, el Dios
cristiano, quien habría creado de una vez y para siempre todas las especies
que la obra del filósofo griego describía. El cristianismo logró conciliar su
doctrina religiosa con las ideas de Aristóteles, ya que, como lo cuenta Jean
Rostand, en el capítulo XIV del Libro de los Jueces, de la Biblia, se narra que
de un león muerto habían surgido abejas.
El primero en cuestionar esta idea de la generación espontánea fue un
médico italiano del siglo XVII llamado Francesco Redi. Este gentilhombre, que
además de médico era también un naturalista aficionado, erudito y poeta, tuvo
el ingenio de diseñar un experimento para demostrar que las relaciones entre la
materia viva y la no-viva eran más complejas de lo que la tradición aristotélico-
cristiana suponía. Recuérdese el contexto histórico de aquel siglo. Éste era el
siglo en el que Francis Bacon publicaba su Novum Organum, en el que
Descartes hacía conocer su Discurso del método, y en el que Galileo daba a
conocer sus observaciones astronómicas. Fue, en definitiva, el siglo que vio
nacer los primeros esbozos del método científico moderno. El cuestionamiento
de la tradición aristotélica-cristiana comenzaba a esparcirse, y Franceso Redi
no fue ajeno a este cuestionamiento. Para poner a prueba la teoría de la
generación espontánea, colocó distintos trozos de carne en una serie de
frascos. Cerró herméticamente algunos de ellos, mientras que otros los dejó sin
tapa. Al cabo de varios días, pudo observar que en los frascos sin tapa, la
carne podrida tenía gusanos y moscas. Pero en los frascos cerrados, la carne
no tenía ninguno de estos organismos. Así, Redi no sólo contribuyó al
cuestionamiento de la teoría de la generación espontánea, sino que también
concluyó que las relaciones entre la materia no-viva y la materia viva son más
complejas de lo que la tradición había imaginado. Sostuvo que si bien un
animal puede morir, eso no significa que de su carne muerta se generen
espontáneamente criaturas nuevas.
A pesar de los experimentos de Redi, durante algún tiempo el panorama
intelectual europeo continuó dominado por las ideas creacionistas. El
creacionismo fue una corriente de pensamiento directamente inspirada en los
relatos bíblicos. Según dicha corriente, el Dios cristiano habría creado toda la
diversidad de la vida, de una vez y para siempre. Las ideas acerca de la
evolución de las especies tardarían más tiempo en hacerse prominentes. Con
todo, en el siglo XVIII hubo un precursos de tales ideas. Geoges Le Clerc,
conde de Buffon, estuvo entre los primeros naturalistas de la Modernidad en
afirmar que las especies pueden cambiar. Al hacerlo, implícitamente cuestionó
la doctrina creacionista de los seres vivos. Pero para Buffon, las especies sólo
podían cambiar en el sentido de una corrupción; cualquier cambio que una
especie sufriera, para él, era el resultado de una corrupción o una
degeneración, y no se debía ni a un impulso hacia la perfección, como lo
afirmaría más tarde Lamarck, o a la selección natural, como lo afirmaría
Darwin.
A Buffon se lo suele recordar como un precursor de estos últimos dos
naturalistas, pero su obra también abarca otro aspecto muy relevante. Se trata
de su enorme Historia Natural, un compendio de casi todas las especies de
animales conocidas en su época. Cada una estaba representada gráficamente
por medio de grabados en blanco y negro, hechos por el propio Buffon, de una
calidad artística tan apreciable como lo era su atención al detalle anatómico de
cada animal retratado.
A principios del siglo XIX, Jean Baptiste de Lamarck publica sus ideas
acerca de la evolución de las especies en su Filosofía Zoologica de 1809.
Lamarck fue mucho más lejos que Buffon en lo que atañe al cambio de los
seres vivos. Sostuvo que todos los organismos tienen un impulso natural hacia
la perfección, y según el uso y el desuso de sus órganos, los pueden
desarrollar o perderlos. Estos caracteres, que los individuos desarrollan a lo
largo de su vida, eran para Lamarck heredables; es decir, eran transmisibles de
generación en generación. El ejemplo clásico que se suele utilizar para ilustrar
las ideas de Lamarck, es el del cuello de las jirafas. Para Lamarck, todas las
jirafas habrían sido, en épocas muy remotas, animalillos de cuello corto. Estos
ancestros de las jirafas actuales habrían estirado un poco su cuello para
alcanzar las copas de los árboles, producto del uso de dicho cuello. Sus
descendientes habrían heredado esta característica, y habrían nacido con
cuellos un poco más largos. Estos individuos, a su vez, estirarían el cuello aún
más que sus padres, característica que heredarían sus hijos, y así
sucesivamente, hasta desembocar en las jirafas actuales.
Quien retomó esta idea de evolución, pero con serias críticas a los
mecanismos descritos por Lamarck, fue Charles Darwin. En su viaje por el
mundo a bordo del barco Beagle, que incluyó desembarcos en la Patagonia
Argentina y en las Islas Galápagos, Darwin pudo satisfacer su curiosidad como
naturalista aficionado al catalogar y describir numerosas especies. Hubo un
grupo de aves que le llamó poderosamente la atención. Se trata de los
pinzones, que en casi todas las partes del mundo tienen una fisiología
parecida; salvo los que se encuentran en las Islas Galápagos. En ese pequeño
archipiélago de islas, los pinzones encontrados allí eran tan distintos unos de
otros que hasta parecía difícil sostener que se trataba de la misma especie. En
algunas islas, tenían picos muy largos; en otras tenían patas muy cortas y alas
largas; en otras, tenían picos curvados, etc. Darwin se preguntó cómo era
posible que hubiera más diferencias entre los pinzones de aquellas islas, que
en los del resto del mundo.
Para resolver este problema, partió de algunas hipótesis del economista
Thomas Malthus acerca de la disponibilidad de los recursos alimenticios y del
crecimiento geométrico de las poblaciones. Combinó estas ideas de Malthus
con una de cuño propio: la hipótesis de las “variaciones”. Darwin sostuvo que
en cada generación, nacen ciertos individuos que tienen características
distintas a las de sus padres. Si dichas características ofrecen una ventaja a
quien las posee, a la hora de conseguir alimento, y siempre dentro del contexto
de un hábitat determinado, entonces hay mayores probabilidades de que dicho
individuo pueda reproducirse y dejar descendencia. Con el paso del tiempo, los
individuos que logran dejar una mayor descendencia, gracias a la ventaja que
su fisiología les permite dentro del hábitat en el que viven, terminarán por
reemplazar a los demás.
Volviendo al caso de los pinzones, Darwin explicó su origen de la
siguiente manera: cada isla del archipiélago era un hábitat distinto, con
recursos alimenticios diferentes que los de las otras islas. Originalmente, los
pinzones habrían llegado a las Galápagos como un grupo más o menos
homogéneo. Con el tiempo, comenzaron a diferenciarse. En las islas en donde
el alimento consistía principalmente en gusanos, tuvieron más descendencia
aquellos pinzones que nacían con picos largos, ya que los utilizaban para
buscar gusanos en el lodo. Por el contrario, en las islas en donde el alimento
consistía en nueces de cáscara dura, tuvieron más descendencia aquellas aves
que habían nacido con un pico corto y fuerte, que les permitía romper la
cáscara de las nueces. En las islas en donde el alimento consistía en insectos
voladores, aquellas aves que nacían con alas más largas eran las que podían
asegurarse su alimento, y luego dejar descendencia.
Este fenómeno, que operaba sobre cada grupo de pinzones, y sobre
cada especie de seres vivos en general, fue conocido como selección natural.
La selección natural es aquella hipótesis según la cual surge una especie
nueva a partir del reemplazo de una especie existente, tras la sucesión de
varias generaciones en el tiempo, donde en cada una de ellas tienen mayor
probabilidad de dejar descendencia aquellos individuos que hayan nacido con
características que son favorables según su ambiente.
A diferencia de Lamarck, Darwin sostuvo que las características que un
individuo desarrolla a lo largo de su vida no son heredables. Son heredables
aquellas características que el individuo ya trae consigo cuando nace, algunas
de ellas son favorables según el ambiente en el que dicho individuo vive, pero
otras puede que no lo sean. Para explicar el caso de las jirafas, Darwin sostuvo
que originariamente hubo un grupo de animales de cuello corto, al igual que lo
había sostenido Lamarck. Pero, sucede que en una de las generaciones,
nacieron jirafas con un cuello un poco más largo. Ésta fue una característica
favorable en su ambiente, ya que les permitía acceder a las hojas más altas.
Estos individuos tenían mayores probabilidades de asegurarse el alimento, y de
dejar descendencia. A su vez, en las siguientes generaciones podían nacer
individuos con un cuello un poco más largo, y así sucesivamente hasta las
jirafas actuales.
Darwin era plenamente consciente de que en cada generación pueden
nacer individuos con características distintas a las de sus padres, pero no
desarrolló una explicación que detallara el origen de estas variaciones. Esto es
lo que haría Gregor Mendel, a pesar de que este famoso monje no conoció las
ideas evolutivas de Darwin. De manera casi paralela, Darwin trabajaba en su
teoría de la evolución mientras que Mendel realizaba experimentos e
investigaciones en torno a las leyes de la herencia de los caracteres. La
reunion de ambos desarrollos teóricos sucedería en la primera mitad del siglo
XX, con el auge de la Teoría Sintética de la Evolución. En cuanto a Mendel,
trabajó por más de treinta años con ejemplares de arvejas. Mendel cruzaba
estas plantas, y anotaba sus observaciones. Constató que en cada generación,
los descendientes pueden parecerse a sus progenitores, pero no siempre. Si,
por ejemplo, se cruzan dos plantas de arvejas verdes, puede suceder que en la
siguiente generación las arvejas sean verdes, pero también podrían ser
amarillas. Para cada carácter, como el color, Mendel asignaba un par de
valores, por ejemplo: verde-amarillo. Uno de estos valores era “dominante” con
respecto al otro. Si se partía de dos plantas de arvejas verdes, cada una con el
par de valores verde-amarillo, y si el verde era dominante con respecto al
amarillo, entonces la probabilidad del color de la descendencia estaba
planteado ahora con rigor matemático: había una probabilidad de 3 a 1 de que
la descendencia fuese verde. Mendel introdujo el rigor matemático en un área
de estudios que hasta ese momento no era más que una nebulosa intelectual.
Es por eso que se lo considera el padre o fundandor de la genética.
La Teoría Sintética de la Evolución, desarrollada por Mayr y
Dobzshansky (?), entre otros, combinó la teoría evolutiva de Darwin con las
leyes de la hibridación de Mendel. Este encuentro, realizado por naturalistas
evolutivos, por una parte, y genetistas, por el otro, significó también la
construcción de un lenguaje que fuese común a las dos áreas. Por ejemplo,
Mendel hablaba de “híbridos” y de “caracteres”, pero ahora sus leyes de la
hibridación se explicaban mejor con un vocabulario ampliado, que contenía
términos tales como “genes”, “alelos”, “fenotipo” y “genotipo”. A su vez, la teoría
de la evolución de Darwin también se vió enriquecida por este nuevo bagaje
conceptual. Por ejemplo, la evolución era entendida ahora como el cambio en
la frecuencia génica de una población. Lo que la selección natural selecciona
son aquellos fenotipos que dan una ventaja competitiva a su poseedor, según
el ambiente en el que vive. A su vez, el fenotipo es la expresión del genotipo.
Entonces, lo que la selección natural selecciona, en último término, son los
genes. Esos genes son heredables, pero la descendencia no necesariamente
los expresará fenotípicamente, ya que las leyes mendelianas de la herencia
son probabilísticas. Sin emabargo, aquellos individuos que expresen
fenotípicamente genes que resulten ventajosos para el ambiente en el que
viven, serán los que tengan mayores probabilidades de dejar descendencia.
Después del surgimiento de la Teoría Sintética de la Evolución, quizás
ningún desarrollo en biología fue tan espectacular como el descubrimiento de la
estructura de la doble hélice de la molécula de ADN, por Watson y Crick en
1953. Este descubrimiento fue el punto de partida del gran auge de la biología
molecular. Lo que Watson y Crick descubrieron, tras numerosos ejercicios de
ensayo y error, fue la estructura de esta molécula, que es nada menos que la
biomolécula que porta la información genética, y que codifica para todas las
características de un ser vivo. Watson y Crick representaron la molécula de
ADN como una doble hélice, formada por dos cadenas antiparalelas de
moléculas que incluyen bases nitrogenadas y un grupo fosfato. El ADN es la
única molécula conocida que tiene la capacidad de autorreplicarse. Cuando lo
hace, las cadenas antiparalelas se dividen gracias a la acción de una proteína
enzimática llamada helicasa, y cada cadena funciona como un molde para una
nueva secuencia de ADN. Como las bases nitrogenadas de una de las cadenas
sólo pueden unirse a ciertas bases específicas de la otra cadena (adenina con
timina; citosina con guanina), resulta que las dos cadenas separadas son semi-
conservativas; porque cada una de ellas contiene parte de la cadena original.
Pero debido a la estructura del ADN, cada una de ellas funciona como un
molde para el acople y la formación de dos nuevas estructuras de doble hélice.
Así es, a grandes rasgos, lo que le sucede al ADN cuando se autorreplica. El
descubrimiento de los procesos de transcripción del ADN a ARN, y de
traducción del ARN a proteínas, han permitido que la biología molecular haya
tenido en la segunda mitad del siglo XX un desarrollo sin paralelo dentro de la
biología, que continúa hasta nuestros días.
RELACIÓN CON LOS OTROS TEMAS DE LA UNIDAD.
Los principales desarrollos en la historia de la biología coinciden de
manera cronológicamente aproximada a los desarrollos en la historia de la
astronomía y de la física. Así como todos los antiguos pueblos originarios
tenían un conocimiento de los ciclos estelares y de las estaciones, tan
necesario para el desarrollo de la agricultura y de la ganadería; también tenían
un conocimiento acerca de la domesticación de las plantas y de los animales,
que era igualmente necesario para llevar a cabo el proceso de la producción de
alimentos, proceso que caracteriza al pasaje del nomadismo a la vida
sedentaria. Las reflexiones de los antiguos griegos en torno a los movimientos
de las estrellas estuvo acompañado por una reflexión filosófica de los seres
vivos, como puede verse en el sistema clasificatorio elaborado por Aristóteles
para ellos. Las ideas aristotélicas de la Tierra inmóvil y del movimiento circular
de los astros, que se mantuvo durante la Edad Media, se complementaron con
sus ideas acerca de la generación espontánea, que también perduraron
durante aquel período.
En el siglo XVII, los experimentos de Francesco Redi, tendiendes a
refutar la teoría de la generación espontánea, forman parte de un siglo que
contó con numerosos críticos de la tradición aristotélico-cristiana, tales como
Francis Bacon, Rene Descartes y Galileo. Las ideas evolucionistas del siglo
XIX, principalmente las de Lamarck y de Darwin, junto con el desarrollo de la
genética de Mendel, ocurrieron de manera paralela a los grandes
descubrimientos de la física de Faraday y de Maxwell. En la primera mitad del
siglo XX, el desarrollo de la Teoría Sintética de la Evolución coincidió de
manera casi aproximada al auge de la física moderna, con los aportes de Niels
Bohr, Rutherford y Einstein. La distinción entre la física clásica y la física
moderna, ocurrida en el siglo XX, coincide con la distinción entre la biología
darwiniana/mendeliana, y su síntesis evolutiva moderna. El descubrimiento de
la estructura de la doble hélice de la molécula de ADN, realizado por Watson y
Crick en 1953, marcó el punto de partida del enorme auge de la biología
molecular, así como los descubrimientos de Einstein permitieron el auge de la
física atómica moderna.
ACTIVIDADES PROPUESTAS.
Los principales desarrollos en la historia de la biología se expondrán a
modo de clase. Tras realizar la presentación del tema, la actividad propuesta
consiste en un debate grupal acerca del aprendizaje de la historia de la
biología, teniendo en cuenta que en las carreras universitarias de biología,
tanto licenciatura como profesorado, no se suele ver la historia de la biología en
profundidad. Las grandes áreas troncales son: evolución, genética, ecología,
microbiología, biología molecular, entre otras. No suele haber una materia
específica que aborde en detalle la historia de la biología. Cuando se consultan
los manuales introductorios, como el de Curtis y el de Purves, tampoco hay un
desarrollo histórico minucioso, sino más bien un enfoque sistemático acerca de
los conocimientos más actuales. La actividad propuesta del debate grupal se
llevará a cabo intentado responder a las siguientes preguntas:
1) ¿Creen que en las carreras de biología debería haber una materia
dedicada a la historia de dicha ciencia?
2) En cuanto a otras ciencias, como la física, la química y la matemática,
¿Les parece que debería haber una materia histórica de cada una de
estas ciencias en el plan de estudios de sus respectivas carreras?
3) En las carreras universitarias de filosofía, el enfoque histórico es casi
imprescindible. Por lo general, hay materias troncales como filosofía
antigua, medieval, moderna y contemporánea. En el caso de otras
carreras humanísticas como Historia, también se estudian los mismos
períodos. ¿Consideran que este enfoque histórico facilita el aprendizaje
de estas carreras, o creen que lo dificultan?
4) La Historia de la Ciencia figura como materia en muchas carreras de
filosofía. ¿Sería más provechoso que en la historia de la ciencia, como
área de estudios, trabajen de manera interdisciplinaria tanto físicos,
químicos, biólogos, historiadores, geógrafos, matemáticos, y otros
especialistas, además de filósofos?
5) La Historia de la Ciencia, como materia, ¿debería ofrecerse también
para otras carreras, además de filosofía? En tal caso, ¿sería mejor que
fuese una materia optativa, o troncal?
ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS.
Las estrategias didácticas consistirán en incentivar la fundamentación de
las respuestas ante las preguntas anteriores. Se pedirá que se justifiquen las
respuestas, independientemente de cuáles sean dichas respuestas. Se
motivará a que se propongan ejemplos para los razonamientos efectuados, así
como también contraejemplos para las opiniones que no se compartan. Se
incentivará la reflexión crítica en torno al valor de la historia de la ciencia al
contraponer opiniones diversas, dentro del marco de un diálogo respetuoso de
las disidencias.
BIBLIOGRAFÍA.
CURTIS, H.; BARNES, N.; SHNEK, A.; & FLORES, G.; Invitación a la biología,
6ta edición, Panamericana, Buenos Aires, Argentina, 2006.
DARWIN, C., El origen de las especies, Editorial Alba, Madrid, España, 2000.
KLIMOVSKY, G.; Las desventuras del conocimiento científico; AZ Editora,
Buenos Aires, Argentina, 2005.
MAYR, E., Towards a New Philosophy of Biology, Harvard University Press,
United States of America, 1988.
PURVES, W.; SADAVA, D.; ORIANS, G.; HELLER, H.; Vida. La ciencia de la
biología, 6ta edición, Panamericana, Buenos Aires, Argentina, 2004.
ROSTAND, J. Introducción a la historia de la biología, Planeta-Agostini,
Barcelona, España, 1985.