Los experimentos más bellos de la Biología

La ciencia no es solo ese trabajo al que se dedican los científicos, que suele consistir en ponerse una bata blanca, pasar mucho tiempo en un laboratorio entre trastos raros, fabricando sustancias químicas seguramente peligrosas o manipulando plantas o animales para transformarlos en monstruos y hablando con palabras extrañas que nadie, excepto otros científicos, puede entender.

La ciencia busca, antes que nada, explicar el mundo que nos rodea, y lo lógico es contarlo a los ciudadanos en general. Para eso hay que hacer un importante esfuerzo de divulgación, es decir, de llevar los contenidos científicos al terreno en el que juegan los intereses de esos ciudadanos. Y en ese trabajo hay que reconocer que la Física, mal que nos pese a los biólogos como yo, lleva mucha ventaja.

Un ejemplo: si se bucea un poco en la red se puede encontrar un conocido listado que incluye "los experimentos más bellos de la Física". Por mucho que se busque no se encontrará nada parecido relacionado con la Biología. Y eso, aunque parezca una tontería, tiene su importancia. ¿Quién puede recordar un experimento biológico importante? ¿Dónde queda, pues, la Biología dentro de la historia de la ciencia?

La ciencia no es solo Física, por mucho que la mayoría de los historiadores y de los filósofos de la ciencia procedan de ese campo, lo que ha contribuido a que la imagen "cultural" de la ciencia coincida con esa especialidad. Tampoco es verdad que la Revolución Científica se gestara dentro de la Física, y que el resto de las ciencias se fueran sumando después, poco a poco y siempre siguiendo el modelo de la Física al nuevo sistema de pensamiento. En esa historia de la ciencia contada a los niños la Biología es, con mucho, una de las más retrasadas del proceso. Y no es así.

Algunas de esas reflexiones me llevaron a pensar que podría ser buena idea tratar de seleccionar algunos experimentos bellos de la historia de la Biología. No sé si serán diez, o más o menos. Tampoco sé si más gente coincidirá conmigo en la selección, pero creo que un pequeño repaso a la historia de la ciencia vista con otros ojos puede ayudar a abrir las mentes más allá del cierto fisicocentrismo que nos invade.

Empezar por algún sitio...

Aunque no pienso seguir ningún criterio fijo, ni cronológico ni de preferencia o importancia histórica o científica, por algún sitio hay que empezar, y el principio es un punto tan bueno como cualquier otro, así que empezaré por hablar de Francesco Redi.

Redi fue un médico, fisiólogo, naturalista y hasta poeta italiano. Vamos, un auténtico hombre del Renacimiento, nacido en el ámbito de la corte de los Medici en la que su padre ejercía como médico, profesión que también ejerció él en la corte de Toscana, en un ambiente auténticamente ilustrado que reunió a científicos, artistas y literatos procedentes de toda Italia.

La vida de Redi transcurrió en plena Revolución Astronómica, el proceso que se suele considerar como el comienzo de la ciencia moderna. Nació en 1626, unos años después de que Galileo presentara las pruebas a favor de la teoría copernicana y un año antes de que Kepler publicara sus tablas astronómicas que demostraron la forma elíptica de las órbitas de los planetas.

Como naturalista y fisiólogo, empezó estudiando las serpientes y sus venenos, pero acabó ocupándose de la Parasitología, rama de la ciencia de la que se considera uno de los fundadores, y en particular de los gusanos, con los que realizó el trabajo por el que ha pasado a la historia de la ciencia.

Contexto histórico

El experimento de Redi se enmarca en una de las controversias más importantes de la historia de la Biología: la del origen de los seres vivos. En el siglo XVII ya se conocían, desde luego, los procesos de reproducción de los animales cuyos embriones pueden observarse a simple vista. Sin embargo, en el caso de los animales de pequeño tamaño, como los gusanos o los insectos, la situación era distinta, y la idea que se aceptaba universalmente era la teoría de la generación espontánea.

La idea básica es sencilla, y se ha repetido en diferentes culturas, como la India, Babilonia o Egipto. Oparin, el autor de una de las primeras teorías científicas modernas sobre el origen de la vida en nuestro planeta, recoge algunos ejemplos de estas ideas en su libro "El origen de la vida": gusanos, moscas y escarabajos que se forman a partir del estiércol y de la basura, piojos que nacen del sudor, ranas, serpientes, ratones y cocodrilos que se originan a partir del lodo del Nilo...

En nuestro entorno cultural la primera referencia que tenemos a la teoría de la generación espontánea son las ideas del filósofo milesio (en la actual Turquía) Anaximandro, allá por los siglos V o VI antes de Cristo (¡incluso antes que Aristóteles!). Según él los seres vivos surgen de la materia húmeda cuando es activada por el Sol.

Pero, por supuesto, tuvo que ser Aristóteles (cómo no) quien otorgara importancia a esta idea, dándole incluso una cierta base teórica. Para nuestro filósofo los seres vivos están compuestos de una "forma material" y de alma. Este "soplo vital" está presente en el agua, y como ésta se encuentra en todas partes es fácil que penetre en la materia.

Las ideas de Aristóteles acerca de la generación espontánea fueron aceptadas por todas las escuelas filosóficas posteriores, incluyendo los pensadores de la iglesia católica como Agustín de Hipona, Alberto Magno o Tomás de Aquino, hasta ser adoptadas como dogma de fe: puesto que la creación divina fue un acto único, los animales cuyo proceso de reproducción no se conocía debían originarse mediante generación espontánea. Y así llegamos hasta el siglo XVII. En ese siglo, cuando Thomas Brown se atreve a dudar de que los ratones puedan generarse a partir de materia putrefacta, Alexander Ross le responde, escandalizado:

''Así que podemos dudar si los gusanos se generan en el queso y la madera, o los escarabajos y avispas en el estiércol de vaca, o si las mariposas, langostas, mariscos, caracoles, anguilas y las formas de vida semejantes se formaron de materia putrefacta, que está dispuesta por el poder formador precisamente para recibir la forma de esas criaturas. Cuestionar eso es cuestionar la razón, el sentido común y la experiencia. A quien lo dude, déjenlo ir a Egipto, y allí encontrará que los campos pululan con ratones engendrados del barro de Nilo, para gran calamidad de sus habitantes ".

Bueno, seamos un poco misericordiosos: lo cierto es que los hábitos reproductores de estos animales en unos casos, o el pequeño tamaño de sus huevos en otros, hacían muy difícil la observación de sus procesos reproductivos. Solo gracias a la invención del microscopio fue posible identificar los espermatozoides y aclarar su papel en la reproducción, u observar las larvas y huevos de estos animales. Y aquí tenemos un curioso paralelismo con la historia de la Física, puesto que la revolución astronómica solo cuajó cuando el uso del telescopio por parte de Galileo (el mismo aparato, diferentes utilidades) contribuyó a derribar el edificio de la cosmología ptolemaica.

Por cierto, me voy a permitir una maldad: Galileo no empezó utilizando el telescopio, sino el microscopio, aunque sus observaciones de insectos no le llevaron demasiado lejos...

El experimento de Redi

Redi llevó a cabo sus "Experimentos sobre la generación de los insectos" en 1668. Ese mismo año Newton inventa el telescopio de reflector. En Biología, el año anterior Hook había demostrado la función de los pulmones, mientras que un año después Malpighi describe la anatomía microscópica del gusano de seda y Steno propone que los fósiles representan formas antiguas de vida.

Nuestro autor parte de una hipótesis que se aleja de la teoría dominante de la generación espontánea:

"Me siento, digo, inclinado a creer que todos esos gusanos se generan a partir de la semilla paterna, y que la carne y las hierbas y otras cosas podridas o que pueden pudrirse  no hacen otra cosa ni tienen otra función en la reproducción de los insectos que la de proporcionar un lugar o un nido adecuado al que los animales llevaron los huevos u otras semillas de gusanos durante el tiempo de la reproducción, de modo que, tan pronto como nacen, encuentran en ese lugar suficiente comida para nutrirse apropiadamente; y si estas semillas no son traídas por las madres, nunca nacerá nada de ellas"

Para comprobar su hipótesis Redi observó repetidamente el crecimiento de insectos y gusanos en frascos abiertos en los que colocaba diferentes tipos de materia orgánica a la que dejaba descomponerse. Sus observaciones le plantearon una duda profunda:

"De ahí empecé a dudar si, por fortuna, todos los gusanos de la carne no derivarían de las semillas de las propias moscas, y no de la carne podrida, y cuanto más confirmé mi duda cuanto que, en todas las generaciones que nacieron, yo siempre había visto en la carne, antes de que se produjera el nacimiento, posarse moscas de la misma especie que posteriormente surgieron."

Así que Redi decidió realizar un nuevo experimento: colocó diferentes clases de materia orgánica (carne, pescado...) en dos grupos de frascos. Dejó abierto el primer grupo (a en la imagen), donde pudo observar cómo entraban y salían las moscas, pero selló cuidadosamente la segunda serie de frascos (b). Los resultados que consiguió ya los conocemos: en los frascos abiertos volvieron a crecer diferentes tipos de gusanos, lo que no ocurrió en los frascos cerrados.

Finalmente, utilizó una tercera serie de frascos en los que manipuló las condiciones, cerrándolos pero dejando sobre la gasa que había utilizado para ello mocas muertas de las que, según algunos autores de la época, podían nacer de nuevo moscas vivas (parte c de la imagen). En este tercer grupo tampoco pudo ver crecimiento de gusanos o insectos.

La importancia del trabajo de Redi

Reconozco que es difícil considerar bello algo que incluye carne podrida, moscas y gusanos, pero lo cierto es que el eperimento de Redi es realmente hermoso desde el punto de vista de la filosofía de la ciencia. 

Podríamos buscar la belleza en su importancia biológica, porque debería haber contribuido a acabar con la teoría de la generación espontánea, aunque la verdad es que la dichosa idea siguió vivita y coleando un par de siglos más, hasta que Koch y Pasteur (cuyos experimentos seguramente tendrán un hueco por aquí) demostraron su falsedad hasta en el caso de los microorganismos.

También me parece admirable su sencillez: unos pocos frascos y un montón de carne podrida son suficientes para llevar a cabo un experimento replicable (se puede llevar a cabo en las mismas condiciones, obteniendo los mismos resultados) y reproducible (se puede obtener el mismo resultado cambiando algunas de las condiciones), condiciones asociadas a la objetividad del método científico, que además refuta con claridad una hipótesis potente (a la salud de Popper).

Sin embargo, he elegido este experimento para empezar por la importancia que debería haber tenido dentro de la historia de la ciencia. En el siglo XVII, mientras aún se está constituyendo la ciencia moderna, cuando aún muchas de las apasionantes discusiones que dieron lugar a la revolución astronómica se están produciendo de acuerdo con un método dialógico, semejante al utilizado en la Grecia clásica y más basado en experimentos mentales que en auténticas pruebas experimentales, Redi elabora uno de los primeros, si no el primer, diseño experimental con control de variables.

El control de variabes es esencial en todo buen diseño experimental. Un experimento supone la manipulación de la naturaleza para poder observar un fenómeno en unas condiciones en las que no tengamos ninguna duda de que el efecto que observamos se debe exclusivamente a lo que nosotros consideramos que es la causa que lo provoca. 

Para conseguir eso es necesario "eliminar" otras posibles fuentes de variación. En el experimento de Redi el control está representado por la serie de frascos abiertos (a), ya que nos permiten comprobar que en ellos sí que crecen gusanos e insectos. La manipulación, el experimento propiamente dicho, consiste en alterar únicamente la condición que se pretende comprobar: la entrada de gusanos e insectos adultos, que puedan dejar sus huevos en la carne.

Incomprensiblemente, el que puede ser el primer diseño experimental de la ciencia moderna, está ausente o apenas ocupa espacio en los libros de historia científica.

Algunas referencias:

• Locy, William A. Biology and Its Makers: With Portraits and Other Illustrations. New York: Holt, 1908. Print.
•  Ochoa, George, and Melinda Corey. The Timeline Book of Science. New York: Ballantine, 1995. Print. 
• Oparin, Aexandr. El Origen De La Vida. Print.
  
• Redi, F. (1996). Esperienze intorno alla generazione degl'insetti. All'insegna della Stella. 
• Francesco Redi: Scienziato E Poeta Alla Corte Dei Medici." Francesco Redi: Scienziato E Poeta Alla Corte Dei Medici. Web. 8 Nov. 2015. 
• Spontaneous Generation and the Origin of Life." Pasteur, Fermentation, Contagion, and Proving a Negative. Web. 8 Nov. 2015.