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Diego Amadeo Vera OspinaEst Medicina X semestre
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La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónFrancia: Convención revolucionaria reorganizó el Jardin du Roy, transformándolo en el Muséum d'Histoire Naturelle
Investigación anatómica desligada de aplicaciones clínicas y quirúrgicas
Aquí surgió la morfología comparada, la paleontología y apareció la biología como disciplina general
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La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónGeorges Cuvier (1769-1832) principio de correlación de las partes orgánicas. Organismo como totalidad integrada
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La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónGeoffroy Saint-Hilaire (1772-1844). En todas las especies se encuentran los mismos materiales constitutivos y en idéntico número y, como consecuencia, el desarrollo excesivo de una parte supone la reducción de las cercanas (ley del equilibrio de los órganos).
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La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónJean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Caballero de Lamarck (1744-1829)-Concepto de "invertebrados" y delimitación taxonómica de grupos como los infusorios, arácnidos, crustáceos y anélidos. -Herencia de los caracteres adquiridos-Afirmó la continuidad entre vegetales y animales, introduciendo para su estudio en conjunto el término "biología"
La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónKarl Erns von Baer (1792-1876) “Paralelismo" entre las fases del desarrollo del embrión y los niveles de la "escala de la naturaleza" Formuló la teoría de las hojas germinales, que se considera como punto de partida de la epigénesis moderna
La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónInfluencia de la teoría celular en la embriologíaLos estudios de anatomía comparada de HunterRichard Owen (1804-1892) fue ayudante del Museo y luego conservador. Estudió en París con Cuvier.
Precisó los conceptos básicos de la moderna anatomía comparada. Diferenció entre
"analogía" o mera semejanza funcional, y "homología" o auténtica semejanza anatómica
La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónCharles Darwin (1809-1882): The origin of species.
-Innumerable conjunto de pequeñas variaciones y de diferencias individuales" que suceden tanto
en las plantas cultivadas y los animales domésticos como en los que permanecen en
estado silvestre-La capacidad reproductora de los seres vivos es, generalmente, superior a la necesaria para
conservar la especie
La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónCharles Darwin (1809-1882): The origin of species.
-Ley de la población de Malthus, la limitación de las subsistencias impide el crecimiento y conduce a que el número de individuos permanezca normalmente constante.
-Muchos individuos son destruidos por lo que Darwin llamó "lucha por la existencia"
La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónCharles Darwin (1809-1882): The origin of species.
-Los seres vivos con variaciones desfavorables tienen desventaja y son eliminados, por lo que
dichos cambios desaparecen-Los que tienen variaciones favorables tienen
ventajas y sobreviven: las variaciones permanecen, se van acumulando e imponen un
cambio paulatino de las especies que lleva a una mejor adaptación de las mismas al medio
ambiente en el que viven y en el que se desarrolla su lucha por la existencia
-“Selección natural“. Cuando se mantiene durante largos periodos de tiempo, conduce a la
aparición de nuevas especies.
Charles Darwin (1809-1882) La teoría de Darwin desbordó los límites de la biología.La inicial oposición entre darwinismo y morfología fue allanada por el británico Thomas Henry Huxley, pero donde tuvo mucha repercusión fue en Alemania. Sus máximos representantes fueron Ernst Heinrich Haeckel y Carl Gegenbaur (1826-1903)
Carl Gegenbaur (1826 - 1903) Ernst H. Haeckel (1834 —1919)
La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónSi Andrés Vesalio ofreció una imagen arquitectural y estática del cuerpo humano, Gengenbaur en su Lehrbuch der Anatomie des Menschen (1883) nos proporciona su imagen dinámica y evolutiva desde la doble perspectiva de su procedencia filogenética y de su desarrollo embrionario.
La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evoluciónAfirmó que no había que detenerse en la mera descripción de las partes o formas del cuerpo, sino que había que dar una explicación científica recurriendo a la morfología comparada filogenética.Se apoyó en la ley biogenética fundamental
La morfología. Anatomía comparada y teoría de la evolución
La "ley biogenética fundamental" fue formulada por Fritz Müller y Haeckel: el desarrollo embrionario de un individuo biológico recorre de forma resumida las fases de su origen filogenético, es decir, "la embriología es una recapitulación de la filogenia".
La anatomía microscópica y la teoría celular-Las aberraciones cromáticas: micrografía ilusoria-Xavier Bichat formuló en su Anatomie générale (1801) la noción de "tejido“-Microscopios de lentes acromáticas-Ya se veían células desde el XVII, pero no se les daba ningún sentido
La anatomía microscópica…-Escuela alemana de Johannes Müller -Theodor Swann (1810-1882) Investigaciones microscópicas sobre la coincidencia de los animales y las plantas en la estructura y el crecimiento (1839). Afirmó que la célula es la unidad elemental de la estructura y formación de los seres vivos.
La anatomía microscópica…-Jacob Henle (1809-1885), fue el que aplicó la teoría celular a la anatomía microscópica. Allgemeine Anatomie, ofrece una clasificación de los tejidos. Se le considera como el primer tratado de anatomía general microscópica.Handbuch der systematischen Anatomie des Menschen (1866-1871)
La anatomía microscópica…-Rudolf Virchow (1821-1902). Estudiando tejidos patológicos, pudo demostrar que toda célula procede de una célula anterior. Defendió una concepción celular del organismo en la que la célula era la unidad elemental. Die Cellularpathologie in ihrer Begründung auf physiologische und pathologische Gewebelehre (1858). En esta obra Virchow puso la teoría celular, el microscopio, en manos de los patólogos. Defendió una concepción celular del organismo conforme a la cual la célula es también la unidad elemental desde el punto de vista fisiológico y patológico
La anatomía microscópica…-Santiago Ramón y Cajal pudo demostrar que las relaciones entre las células nerviosas eran de contigüidad y no de continuidad. La neurona se convertía así en unidad fisiológica e histológica del sistema nervioso. La publicación de estos hallazgos (Textura del sistema nervioso del hombre y de los vertebrados, 1894-1904) significó la definitiva edificación de la teoría celular.
La anatomía microscópica…Max Knoll y Ernst Ruska (Premio nobel de física, 1986) construyeron el 1931 el primer microscopio electrónico, con el que pueden verse estructuras de tamaño inferior a los 10 Angstöms.
Esto ha permitido visualizar estructuras de diferentes orgánulos celulares con funciones bioquímicas específicas. Por tanto, esto significa que las bases moleculares pasan ya a primer plano
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La constitución de la fisiología moderna-Alemanes: (Johannes Müller), pensaban que debían utilizar la observación objetiva y rechazaban la vivisección por ser cruel e infructuosa. -Franceses: (François Magendie, 1783–1855), pensaban lo contrario; la vivisección era indispensable para recoger datos sobre las funciones corporales. -Las dos escuelas hicieron con sus métodos importantes contribuciones al conocimiento de las funciones orgánicas.
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La constitución de la fisiología moderna-Ambos métodos confluyeron a mediados del siglo XIX. -Claude Bernard (1813-78), Introducción al estudio de la medicina experimental (1865). Fundamentó la investigación fisiológica en el llamado razonamiento experimental. -Experimento analítico (descartar la influencia de las circunstancias en las que la prueba se realiza) -Explicó muchos hechos importantes para conocer las funciones orgánicas como la síntesis del glucógeno en el hígado a partir de los azúcares de los alimentos.
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La constitución de la fisiología moderna-Bernard: fundador de la fisiología general (estudiar la funciones de todos los seres vivos y no de una especie sóla; se supera así la típica división entre vegetales y animales)Formuló el concepto fundamental del medio interno: suma de elementos celulares y humorales del organismo que forman su "ambiente interno". Señaló, además, que todos los mecanismos vitales tienen el único objeto de mantener constantes sus condiciones.
La constitución de la fisiología moderna-Principio de correlación entre las distintas partes. Sobrevino una mentalidad holista que desplazó a la analítica: ver el organismo como una totalidad integrada. En esta línea destacó el fisiólogo Walter Canon (1872-1945). Homeóstasis: constancia del medio interno semejante a un estado fijo que resulta del ajuste del organismo a los cambios de su ambiente exterior
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-El apoyo de la fisiología en la química: tres fases.
-química orgánica, con el fin de aclarar la composición de la materia viva.
-composición de la química fisiológica como explicación de la dinámica material de los
procesos orgánicos. -bioquímica como disciplina biológica autónoma
de carácter básico.
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-Bioquímica: área interdisciplinar que se centró en la investigación de las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos y de las enzimas (proteínas que actúan como catalizadores orgánicos) que las regulan. Son específicas, es decir, catalizan la reacción entre dos moléculas o dos tipos determinados de moléculas.
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-Emil Fischer (1852-1919) habló del principio "llave"- "cerradura" para relacionar la enzima con su sustrato. -Mecanismos de formación de las proteínas a partir de los aminoácidos. Fischer, por ejemplo, acuñó el término polipéptido y logró descomponer las proteínas naturales en aminoácidos; y también lo contrario, es decir, formar polipéptidos uniendo aminoácidos.
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-El trabajo con los enzimas ha ocupado una buena parte de los trabajos de los bioquímicos en el siglo XX: técnicas para aislarlos, estudio de sus propiedades físicas y químicas, etc. Jame B. Sumner (1887-1955), por ejemplo, en 1926, cristalizó la ureasa, enzima que cataliza la conversión de urea en dióxido de carbono y amoníaco.
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-Metabolismo: suma total de reacciones enzimáticas que tienen lugar en la célula; se trata de una actividad muy integrada y "pletórica" de propósitos, en la que participan multitud de conjuntos de sistemas multienzimáticos con el fin de intercambiar materia y energía entre la célula y su entorno.
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-Como funciones específicas del metabolismo podemos hablar de
a) obtener energía química del entorno;b) convertir los elementos nutritivos exógenos en los sillares de construcción, o precursores, de los componentes macromoleculares de las
células; c) reunir los sillares para formar proteínas,
ácidos nucleicos, lípidos y otros componentes; d) formar y degradar las biomoléculas
necesarias para funciones especializadas de las células.
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-Biofísica. Como bases físicas del fisiologismo se consideran fenómenos como el comportamiento físico de las soluciones biológicas (tensión superficial, viscosidad, etc.); manifestaciones eléctricas de las acciones vitales; los fundamentos mecánicos, ópticos, etc.
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-Biología: fenómenos celulares de nutrición, mediante los cuales una célula mantiene un constante intercambio con el medio; los de irritabilidad; las modalidades energéticas celulares, etc.
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-La fisiología especial tiene como fin el estudio de las funciones que realizan los órganos, los aparatos y los sistemas concretos. Algunos de sus capítulos son: sangre y linfa, circulación, respiración, excreción de orina, digestión, metabolismo y nutrición, glándulas de secreción interna, sistema nervioso y órganos de los sentidos.
Bases biológicas, físicas y químicas de la fisiología-Ha habido a lo largo de la vida de la fisiología dos tendencias: la analítica, que se encarga en descomponer los fenómenos fisiológicos en los procesos elementales que los integran; y la correlacional, que entienen el fisiologismo como algo integrado, haciendo hincapié en las correlaciones funcionales existentes en el organismo.
La genética y la biología molecular-La genética ha acabado siendo un campo común con la bioquímica. Sin embargo, sus comienzos siguieron una trayectoria independiente. -Explicación científica de los fenómenos de la herencia y de la variación. Cualquier ser vivo, aparte de presentar los caracteres generales de su especie, presenta algunos particulares que coinciden con los de su ascendencia (herencia) y otros que son diferentes (variación).
La genética y la biología molecular-La genética se asoció, como es lógico, con la teoría celular. El núcleo y los cromosomas pasaron a primer plano. La teoría darwinista tenía serias lagunas en cuanto a los temas genéticos. Pensaban que las variaciones biológicas son continuas y graduales. Hugo de Vries investigó el tema de las variaciones bruscas y discontinuas. Formuló el concepto de“ mutación". La teoría de la mutación (edición alemana 1900-03). Esto desencadenó una crisis que llevó a reedescubrir las leyes de Mendel.
La genética y la biología molecular
La genética y la biología molecular-Mendel había defendido la tesis de que la herencia y la variación dependen de unidades independientes que corresponden a pares de caracteres opuestos. Al combinarse puede que uno sea dominante y el otro recesivo. Así, en la primera generación de descendientes el dominante se manifiesta y el recesivo no, pero queda latente -puede manifestarse en una generación posterior cuando no coincida con el dominante. Puede también que no exista dominancia ni recesividad, apareciendo entonces un carácter intermedio en la descendencia. Mendel también afirmó que la herencia de un par de caracteres es independiente de la de los demás, así como que su combinación se produce al azar (estudiable mediante el cálculo de probabilidades).
La genética y la biología molecular-Edouard van Beneden estudió el mecanismo cromosómico de la herencia mendeliana. Descubrió la constancia del número de cromosomas en cada especie biológica.La herencia de los caracteres mendelianos fueron localizados en unos pequeños corpúsculos situados en los cromosomas. El botánico y genetista danés Wilhelm L. Johannsen (1857-1927), fue el que les puso el nombre de "genes" (1909) y creó también los conceptos de "fenotipo" y "genotipo".
La genética y la biología molecular-Thomas H. Morgan comenzó a trabajar en 1907con los cromosomas de la mosca de las frutas Drosophila (se convertía en objeto clásico de investigación genética) tratando de encontrar mutaciones que serían el origen de nuevas especies. Confirmó las leyes de Mendel y demostró la teoría de Johannsen de que los genes estaban en los cromosomas. The Theory of the Gene (1926 ) es una de sus principales obras. En su laboratorio trabajó Alfred H. Sturtevant, quien en 1913 creó el primer mapa genético.
La genética y la biología molecular-En 1926, Hermann J. Muller (1890-1967) demostró que los rayos X podían inducir mutaciones. Otro hito fue el conjunto de trabajos que llevaron a cabo Georges W. Beadle (1903-1989) y Edward L Tatum (1909-1975) demostrando cómo los genes dirigían la síntesis de enzimas que controlan los procesos metabólicos.
La genética y la biología molecular-La constitución de la biología molecular ha sido posible gracias a la confluencia de la investigación bioquímica y genética. -Hito: composición química de los genes, obra del británico Archibald Garrod acerca de la mutación recesiva de la alcaptonuria. -En el año 1909 demostró que esta enfermedad se debía a un "error congétino del metabolismo", resultante del bloqueo de una reacción química por la ausencia, o bien la ineficacia, de la enzima oxidasa del ácido homogenístico. Sin embargo este hecho fue olvidado porque no encajaba en las teorías entonces vigentes.
La genética y la biología molecular-Investigación estructural submicroscópica, especialmente de las proteínas. Una de las técnicas más importantes fue la cristalografía con rayos X que permitió la construcción de modelos tridimensionales de los ácidos nucleicos desde 1912; esto fue obra de William Henry Bragg (1862-1942) y su hijo William L. Bragg (1890 - 1971).
La genética y la biología molecular-Década de los años treinta del siglo XX, la línea iniciada por Garrod, es decir, en el estudio de los llamados "erores metabólicos". Georges W. Beadle (1903-1989), con sus investigaciones con el hongo Neurospora, demostró que los genes controlan la estructura específica de las cadenas de polipéptidos.
La genética y la biología molecular-Mentalidad informacionista surgida en el seno de la mecánica cuántica. El alemán Max Delbrück (1906-1981) mantuvo estrecha relación con Morgan y llegó al convencimiento de que la física y la química clásicas eran insuficientes para explicar los procesos a través de los cuales los genes desempeñaban funciones de control metabólico.
La genética y la biología molecular-La obra de Erwin Schrödinger (1887-1961) culminó esta tendencia. Su libro ¿Qué es la vida? (1944) llegó a ser un auténtico manifiesto. Para él era importante el tema de la transferencia de la información y la forma en que se codificaba para mantenerse estable o cambiar en el paso de una generación a otra. Estos fenómenos no tenían equivalente en el mundo inorgánico.
La genética y la biología molecular-los tres grandes hitos de esta disciplina han sido:(a) Identificación del ADN como material genético
universal de las células, conseguida a partir de 1944, sobre todo por Oswald Avery (1877-1955), Colin McLeod y Maclyn McCarty (1911-)
(b) Construcción de un modelo, conocido como "doble hélice" por James Watson (1928-) y Francis Crick (1916)
(c) Desciframiento del código genético información contenida en las secuencias de nucleótidos del ADN y transportada sobre todo por el ARN mensajero. Dicho desciframiento ha sido posible gracias a varios autores, entre ellos el español Severo Ochoa.
