EL COMO A FORMACION DE UN NUEVO INDIVIDUO

EL COMO A FORMACION DE UN NUEVO INDIVIDUO

176 ASI ES LA BIOLOGÍA ERNST MAYR.

 Mayr, Ernst

 "El 'como'. La formación de un nuevo individuo", en Así es la Biología, Madrid, Debate (Pensamiento), 1998, pp. 169-191. Cada especie consta de miles, millones e incluso miles de millones de individuos. Cada día perecen muchos de ellos, que son sustituidos por otros nuevos. Aunque solemos pensar que la reproducción sexual es el principal mecanismo para generar nuevos individuos, la manera más sencilla de formar un nuevo individuo es la escisión de un individuo anterior en dos. Este es el modo normal de reproducción de los procariontes, de muchos protistas y hongos, e incluso de algunos files de invertebrados. Además de la escisión, existen otras modalidades de reproducción sin sexo. Un método frecuente en algunas plantas e invertebrados es la producción de nuevos individuos por gemación. En alguna parte de la pared del cuerpo se forma una yema, que acaba por desprenderse y transformarse en un nuevo individuo. En las plantas también es frecuente la reproducción vegetativa mediante estolones subterráneos. En algunos organismos asexuales, se forman nuevos individuos a partir de huevos que no necesitan fecundación. Este proceso se llama partenogénesis. Los afidos, ciertos crustáceos planctónicos y algunos otros animales presentan alternancia de generaciones partenogenéticas y sexuales. En los organismos superiores, casi todos los nuevos individuos se forman exclusivamente por reproducción sexual, que implica muchos procesos complicados, como la producción de óvulos y espermatozoides, el acoplamiento de los dos sexos y el cuidado del embrión en desarrollo. No tiene nada de sorprendente que esto haya dado lugar a una de las más largas controversias de la biología evolutiva: explicar las ventajas selectivas de esta estrategia de reproducción. Aparentemente, una hembra que engendre descendencia por partenogénesis posee el doble de fecundidad que una hembra que desperdicia, por así decirlo, la mitad de su descendencia en machos que no son capaces de reproducirse por si mismos. El éxito de la reproducción sexual se explica en último término porque aumenta considerablemente la variabilidad genética de la descendencia, y el aumento de la variabilidad presenta múltiples ventajas en la lucha por la supervivencia; una de ellas es la menor vulnerabilidad a las enfermedades. Con la excepción del funcionamiento del cerebro, ningún otro fenómeno del mundo vivo es tan milagroso y sobrecogedor como el desarrollo de un nuevo adulto a partir de un huevo fecundado. La historia de nuestro cocimiento de este proceso se puede dividir a grandes rasgos en tres periodos. El primer perdió, que va desde la antigüedad hasta 1830, aproximadamente, se centro en la descripción del desarrollo del embrión Lo que más interesaba en este perdió era la contribución relativa del padre y la madre al embrión. El segundo período comenzó con la teoría celular y el descubrimiento de que el huevo de los vertebrados era una célula única, y de que el elemento fecundador del semen, el espermatozoide, era también una célula. Durante este período, lo que más interesaba a los investigadores era la división del óvulo fecundado en células y el destino final de cada una de dichas células; es decir, su contribución a las diferentes estructuras y órganos. Necesariamente, la embriología tuvo que ser muy descriptiva durante estos dos primeros periodos. El objetivo era descubrir que ocurría. Durante el tercer periodo ya fue posible investigar como tiene lugar el desarrollo; es decir, los mecanismos que dan como resultado la formación de estructuras embrionarias. Ya en los primeros años del siglo XX se demostró que el desarrollo está controlado por genes específicos, y también que existen complejas interacciones entre las distintas partes del embrión. Así pues, el comportamiento de las células embrionarias no sólo está determinado por los genes, sino también por el entorno celular en el que se encuentran dichas células en las diferentes fases del desarrollo. En un principio, el análisis de los genes y de los procesos bioquímicos controlados por genes tenía necesariamente que ser reduccionista, pero pronto se comprendió que los genes interaccionan unos con otros y con el entorno celular, como los músicos de una orquesta. El estudio de esta bien orquestada interacción de genes y células durante la formación de un individuo constituye la frontera actual de la biología del desarrollo. Pero este estudio no pudo comenzar hasta después de siglos de concienzudos trabajos descriptivos. Los descubrimientos fueron angustiosamente lentos.

 LOS COMIENZOS DE LA BIOLOGÍA DEL DESARROLLO 

La diversidad es la característica más sobresaliente del mundo vivo, y también caracteriza a los procesos de desarrollo. No obstante, los organismos emparentados suelen tener desarrollos similares. Mil años antes de Jesucristo, los egipcios ya eran vagamente conscientes de la similitud entre el desarrollo de un polio en un huevo incubado y el desarrollo del embrión de los mamíferos, que también son vertebrados. Pero lo poco que se sabía hasta entonces quedo completamente eclipsado por las obras de Aristóteles sobre los animales y su embriología comparada. Aristóteles fundo la biología de la reproducción, comentando la cuestión de la masculinidad y la feminidad, la estructura y función de los órganos reproductores, las diferencias entre viviparismo (el parto de crías vivas) y oviparismo (la reproducción mediante huevos que se incuban fuera del cuerpo), las modalidades de copula en diferentes tipos de animales, el origen y características del semen, y casi todos los demás aspectos de la reproducción y el desarrollo. Aristóteles abordo incluso dos grandes problemas de la reproducción que siguieron provocando controversias hasta finales del siglo XIX. Uno es la teoría de la pangenesis (que afirma que cada célula del cuerpo aporta materiales hereditarios a las células germinales), y el otro el debate preformación lepigenesis. Resulta casi increíble que aquel pionero del estudio del desarrollo animal pudiera escribir un tratado tan completo, basado en tantas observaciones comparativas y gobernado por razonamientos tan impecables, que no fue superado hasta el siglo XIX. No obstante, Aristóteles era humano y cometió algunos errores. Aunque las hembras de todos los grupos de animales que observo producían óvulos, al parecer nunca se le ocurrió que las hembras de los mamíferos tuvieran óvulos también. Sostenía en cambio que el semen masculino provocaba la coagulación de la sangre menstrual de la hembra, y que de ahí se originaba el embrión de los mamíferos. Durante mucho tiempo se creyó que Aristóteles había incurrido en un segundo error al intentar explicar la especificidad del desarrollo, que tanto le impresionaba. El desarrollo de un huevo de rana daba lugar invariablemente a una rana, y no a un pez o un pollo, como si contuviera alguna información que lo guiara hacia su objetivo. Esta especificidad indujo a Aristóteles a postular una lo que ahora llamamos programa genético, totalmente explicable por factores fisicoquímicos. El desarrollo de un huevo fecundado esta guiado por un programa genético2 . Aunque la reproducción y el desarrollo de los embriones causaron fascinación durante siglos, la disciplina que llamamos biología del desarrollo no experimentó ningún progreso real después de Aristóteles, hasta que Harvey, en el siglo XVII, estudio concienzudamente la incubación de huevos de gallina, a simple vista y con ayuda de una lente simple. Describió claramente el punto de origen del embrión: una estructura de la membrana vitelina del huevo de gallina. Se puede encontrar una excelente exposición de las ideas de Aristóteles en Needham (1959). En la actualidad, diríamos que estos procesos dirigidos por un programa son teleonomicos, pero no teleológicos. Además, demostró que en el centro de los mamíferos no había sangre menstrual coagulada que constituyera la aportación de la hembra al embrión, y postuló la existencia de “huevos” en los mamíferos. Poco después, Stensen y De Graaf descubrieron los folículos del ovario, aunque el autentico óvulo de los mamíferos no fue descubierto hasta 1827; su descubridor fue Karl Ernst von Baer. Quedo claro que el ovario era el equivalente femenino del testículo del macho. En los años que siguieron a los descubrimientos de Harvey se descubrieron muchos detalles del desarrollo del huevo de gallina, gracias sobre todo a los primeros microscopios compuestos. Primero fue Malpigio, después Spallanzani, Von Haller y Caspar Friedrich Wolff: todos ellos ampliaron considerablemente nuestros conocimientos sobre el desarrollo del pollo. Sin embargo, todos estos investigadores seguían empeñados en establecer una correlación entre el desarrollo gradual de los órganos embrionarios y las teorías fisiológicas de Aristóteles. Este era el marco conceptual en el que intentaban encajar sus observaciones. En cambio, la embriología del siglo XIX se guió por un espíritu totalmente diferente; casi se podría decir que por un espíritu mas auténticamente científico. En todos los campos de la biología funcional, los datos confirmados se convirtieron en la base indispensable para elaborar teorías sólidas. Los tres grandes representantes de la embriología de inicios del siglo XIX, Christian Pander, Heinrich Rathke y Von Baer, comenzaron por describir minuciosamente sus descubrimientos -basados principalmente en el polio- y solo entonces se atrevieron a teorizar acerca de los mismos. Descubrieron entre otras cosas el notocordio, el tubo neural y lo que es aún más importante las tres capas germinales. Estos embriólogos compararon los procesos descubiertos en el polio con los de otros vertebrados, y más adelante con los de los cangrejos y otros invertebrados. Por ser tan fácil de estudiar, el desarrollo del polio (y el de la rana, bastante similar) ha sido considerado tradicionalmente como el “patrón oro” de la embriología. Pero ambos procesos son característicos solo del Fue Pander (1817) quien estableció las bases de las nuevas descripciones del desarrollo de los vertebrados, pero Von Baer (1828ff) las amplió y perfeccionó considerablemente. desarrollo de los vertebrados, y existe un número casi infinito de vías de desarrollo diferentes en los otros y la de organismos. las pautas de segmentación del zigoto, en particular, pueden diferir drásticamente en diferentes grupos. Cuándo los embriólogos experimentales del siglo XIX compararon el desarrollo de los vertebrados con el de los tunicados, equinodermos, moluscos, celentéreos y otros fila de invertebrados, descubrieron numerosas diferencias. Casi todas las generalizaciones de las páginas siguientes se aplican principalmente a los vertebrados. 

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