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Volumen 8 ¦ Número 154
Primavera 2015
Antonio García-Bellido, Doctor Honoris Causa por
la Universidad de Málaga, 2015
Literatura y biología
Cómo funciona
Dr. Arrowsmith
Captura por microdisección laser
Evolución
Vida y obra
Cooperación y evolución
Richard Goldschmidt
Revista de divulgación científica open-access
Equipo Editorial y Créditos
Co-Editores:
Comité editorial ejecutivo:
José María Pérez Pomares
[email protected]
Biología del desarrollo y cardiovascular
Coordinación general- Editoriales- Entrevistas
Miguel Ángel Medina Torres
[email protected]
Biología Molecular y de Sistemas-BiofísicaBioquímica
Coordinación general- Editoriales- MonitorMaquetación
Ana Grande
[email protected]
Genética-Virología, Patogénesis virales
Rincón del doctorando
Antonio Diéguez
[email protected]
Filosofía de la Ciencia
A Debate-Recensiones
Carmen González
[email protected]
Información y Documentación
Calidad y difusión
Enrique Moreno Ostos
[email protected]
Ecología- Limnología
Punto de Encuentro
Enrique Viguera
[email protected]
Genética- Genómica
Monográficos-Eventos especiales
Héctor Valverde Pareja
[email protected]
Biología evolutiva molecular
Coordinación de espacios Web
José Carlos Dávila
[email protected]
Biología Celular -Neurobiología
¿Cómo funciona?
José María Blanco Martín
[email protected]
Ecología de Sistemas
La imagen comentada
Encuentros en la Biología
Revista de divulgación científica
(Indexada en Dialnet)
Edición electrónica:
www.encuentros.uma.es
Correspondencia a:
Miguel Ángel Medina Torres
Departamento de Biología Molecular y Bioquímica
Facultad de Ciencias
Universidad de Málaga
29071 Málaga
[email protected]
[email protected]
Juan Antonio García Ranea
[email protected]
Bioinformática, Biología de Sistemas
Modelos en biología
Juan Carlos Aledo
[email protected]
Bioquímica-Biología Molecular,
Energética de procesos biológicos
Vida y obra
Juan Carlos Codina
[email protected]
Microbiología, Educación Secundaria
Ciencias en el Bachillerato
Luis Rodríguez Caso
[email protected]
Técnicas de Laboratorio
Calidad y difusión
Ramón Muñoz-Chápuli
[email protected]
Biología del desarrollo y cardiovascular
Coordinación de edición electrónica- Foros
de la Ciencia
Raúl Montañez Martínez
[email protected]
Biología sintética y de sistemas
Coordinación de diseño
Entidad editora:
Universidad de Málaga
Editado SIN FINANCIACIÓN INSTITUCIONAL,
PÚBLICA O PRIVADA
Depósito Legal: MA-1.133/94
ISSN (versión electrónica):
2254-0296
ISSN (versión impresa): 1134-8496
Periodicidad:
Encuentros en la Biología publica 4 números
ordinarios (uno por trimestre) y al menos 1
número extraordinario monográfico al año.
El equipo editorial de esta publicación no se
hace responsable de las opiniones vertidas
por los autores colaboradores.
Comité editorial asociado:
Alberto Martínez
[email protected]
Educación Ambiental, E. para el Empleo
Alejandro Pérez García
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Microbiología, Interacción planta-patógeno
Alicia Rivera
[email protected]
Neurobiología
Enfermedades neurodegenerativas
Félix López Figueroa
[email protected]
Ecología-Fotobiología, Cambio climático
Francisco Cánovas
[email protected]
Fisiología Molecular Vegetal, Bioquímica y
Biología Molecular
Jesús Olivero
[email protected]
Zoogeografía, Biodiversidad animal
Juan Antonio Pérez Claros
[email protected]
Paleontología
Margarita Pérez Martín
[email protected]
Fisiología Animal, Neurogénesis
María del Carmen Alonso
[email protected]
Microbiología de aguas, Patología vírica de
peces
María Jesús García Sánchez
[email protected]
Fisiología Vegetal, Nutrición mineral
María Jesús Perlés
[email protected]
Geomorfología, Riesgos medioambientales
M. Gonzalo Claros
[email protected]
Bioquímica-Biología Molecular y Bioinformática
Raquel Carmona
[email protected]
Ecofisiología, Biorremediación
Salvador Guirado
[email protected]
Biología Celular-Neurobiología
Vol.8 ¦ Nº 154
Primvavera- 2015
EDITORIAL: PRESENTACIÓN DEL NÚMERO
Encuentros en la Biología
publica en el presente número
tres contribuciones singulares
que se mueven en la frontera
entre la biología y la literatura.
El primero es una pieza literaria
de contenido científico, la
laudatio que recientemente
leyó el Profesor Manuel Marí
Beffa durante el acto de la
investidura del Dr. Antonio
García-Bellido como Doctor
Honoris Causa por la
Universidad de Málaga. A esta
Laudatio le acompaña el
discurso leído por el Dr. García
Bellido. El segundo es una
contribución más de Ramón
Muñoz-Chápuli, quien usa el
pretexto de comentar la obra
Dr. Arrowsmith de Sinclair Lewis
para reflexionar acerca de la
biología y la literatura. El
tercero está firmado por uno de
n u e s t r o s m á s fi e l e s
colaboradores, Juan Carlos
Codina, quien titula “La biología
en la literatura” su contribución.
Encuentros en la Biología retoma
algunas de
sus secciones
habituales, tales como La
imagen comentada, Foros de la
ciencia, Monitor, Cómo funciona
y Vida y obra. Un artículo sobre
Cooperaciónn y evolución, dos
editoriales especiales y una
imagen alegórica sobre la
biología sintética completan los
contenidos del presente
número
Los Editores
29
EDITORIAL ESPECIAL: ENTRE AMIGOS
Así me he sentido yo todos
estos años trabajando con
Miguel Ángel Medina como coeditor de Encuentros en la
Biología. Nuestra revista es lo
que es gracias, sobre todo, al
trabajo de Miguel Ángel, un
trabajo imaginativo, constante
y extraordinariamente
dedicado. A esa ambición de
hacer las cosas siempre mejor
debemos el que Encuentros en
la Biología se encuentre en
constante crecimiento. Y así,
Encuentros en la Biología aúna
“ética y estética” en unas
equilibradas proporciones que
ha heredado, sin duda ninguna,
de Miguel Ángel. Es por tanto
necesario reconocer
públicamente la admiración, el
cariño y el aprecio que le
tenemos todos los miembros
de los comités editoriales de
Encuentros en la Biología.
Aprovecho este pequeño
r incón p a ra t a m b i é n d a r
formalmente la bienvenida a la
responsabilidad de la coedición de la revista a José
María Blanco, que a partir del
número 155 de Encuentros en la
Biología sustituirá a Miguel
Ángel en la co-edición de la
publicación. Espero que tenga
conmigo la misma paciencia
que Miguel Ángel ha
derrochado todos estos años.
Nos queda una gran labor por
delante pero afortunadamente
no nos faltan las ganas.
Dice bien Miguel Ángel
cuando anuncia que no se
despide; se queda con nosotros
formando parte del comité
Editorial Ejecutivo de
Encuentros en la Biología para
ayudarnos e inspirarnos, pero
sobre todo para que podamos
seguir trabajando entre amigos.
José María Perez Pomares
Vol.8 ¦ Nº 154
Índice
30
Editorial: Entre amigos
29
La imagen comentada
31
Monitor + Foros de la Ciencia
32
Esto no es una despedida: es la hora del relevo
33
SEBBM Divulgación
37
Laudatio a Antonio García-Bellido
43
Discurso de Antonio García-Bellido
49
Dr. Arrowsmith
55
La biología en la literatura
58
Cómo funciona: Captura por microdisección laser
61
Cooperación y evolución
65
Vida y obra: Richard Goldschmidt
68
¡ATENCIÓN! Cambios en las Instrucciones para los autores
Instrucciones para los autores
La revista Encuentros en la Biología es una publicación que pretende difundir, de forma amena y accesible, las úl9mas novedades cien:ficas que puedan interesar tanto a estudiantes como a profesores de todas las áreas de la biología. La revista 9ene ISSN y eISSN y cumple los criterios La#ndex. Sus contenidos completos (desde el número 26, publicado en noviembre de 1995) se pueden descarga en formato pdf y consultar en línea en hKp://www.encuentros.uma.es/. Cualquier persona puede publicar en ella siempre que cumpla las siguientes normas a la hora de
elaborar sus originales:
1 Todos los manuscritos deberán ser inéditos o contarán con la autorización expresa del organismo que posea los derechos de reproducción. 2
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Además, deben tener alguna relación con el obje9vo de la revista —los que simplemente reflejen opiniones se rechazarán directamente—. Esta revista se toma muy en serio el problema del plagio. Por ello, antes de su evaluación, todos los manuscritos recibidos serán some9dos a revisión por un programa detector de plagios. El formato del documento puede ser TXT, RTF, SXW/ODT (OpenOffice) o DOC (Microsob Word). Debido a las restricciones de espacio, la extensión de los mismos no debe superar las 1600 palabras; en caso contrario, el editor se reserva el derecho de dividirlo en varias partes que aparecerán en números dis9ntos. Cada contribución constará de un :tulo, autor o autores, y su filiación (situación académica; ins9tución u organismo de afiliación; dirección postal completa; correo electrónico; teléfono). Para diferenciar la afiliación de diferentes autores u9lice símbolos (*, #, ¶, †, ‡) después del nombre de cada autor. Los nombres de las proteínas se escribirán en mayúsculas y redondilla (ABC o Abc). Los de los genes y las especies aparecerán en cursiva (ABC, Homo sapiens). También se pondrán en cursiva aquellos términos que se citen en un idioma que no sea el castellano. Aquellos autores que no tengan el castellano como lengua materna pueden remi9r sus manuscritos en inglés. Una vez aceptado, un resumen del mismo en castellano sería elaborado por el propio equipo editorial. Las tablas, figuras, dibujos y demás elementos gráficos, en blanco y negro puros, escalas de grises o color, deberán adjuntarse en ficheros independientes. Las figuras, las fórmulas y las tablas deberán enviarse en formatos TIFF, GIF o JPG, a una resolución de 300 dpi y al menos 8 bits de profundidad. Cuando sean necesarias, las referencias bibliográficas (cuatro a lo sumo) se citarán numeradas por orden de aparición entre paréntesis dentro del propio texto. Al final del mismo, se incluirá la sección de Bibliograpa de acuerdo con el es9lo del siguiente ejemplo: Einstein Z, Zwestein D, Dreistein V, Vierstein F, St. Pierre E. Spa9al integra9on in the temporal cortex. Res Proc Neurophysiol Fana9c Soc 1: 45-­‐52, 1974. En caso de citar un libro, tras el :tulo deben indicarse la editorial, la ciudad de edición y el año. Si el texto principal no incluye referencias bibliográficas, se ruega a los autores que aporten 3-­‐4 referencias generales "para saber más" o "para más información". Aquellos que quieran contribuir a la sección La imagen comentada deberán remi9r una imagen original en formato electrónico con una resolución mínima de 300 dpi y, en documento aparte, un breve comentario (de no más de 300 palabras) de la misma. Dicho comentario describirá la imagen, destacará la información relevante que aporta y/o especificará los procedimientos técnicos por los que se consiguió. Los co-­‐editores considerarán cualesquiera otras contribuciones para las diferentes secciones de la revista. Envío de contribuciones: el original se enviará por correo electrónico a los co-­‐editores ([email protected], [email protected] ) o a cualquier otro miembro del comité editorial que consideren más apn al contenido de su contribución. Aunque lo desaconsejamos, también se pueden enviar por correo ordinario (Miguel Ángel Medina, Departamento de Biología Molecular y Bioquímica, Universidad de Málaga, 29071 Málaga, España) acompañados de un CD. No se devolverá ningún original a los autores. Los trabajos los leerán al menos un editor y/o un revisor externo para asesorar sobre la conveniencia de publicar el trabajo; también se podrán sugerir al autor las mejoras formales o de contenido que harían el arźculo más aprovechable. La no9ficación se enviará por correo electrónico al autor que figure como corresponsal.
Vol.8 ¦ Nº 154
Primavera2015
LA IMAGEN COMENTADA
31
Visualización de un intermediario de replicación (IR) anudado del plásmido de Escherichia coli pBR-TerE@DraI
mediante microscopía de fuerza atómica (TM-AFM).
El IR presenta un nudo con tres cruces de signo negativo. La barra de escala representa 250 nm y la escala para el dato de
altura fue de 15 nm. A la derecha un esquema interpretativo en el que las cadenas parentales se muestran en color verde y azul y
las cadenas nacientes en color rojo. Las flechas indican direccionalidad y el signo de los cruces. Los valores indican la extensión
de cada brazo de la molécula (López et al., Nucleic Acids Research, 2012).
Virgina López y J. Bernardo Schvartzman
Centro de investigaciones Biológicas (CSIC), Madrid
[email protected]
Vol.8 ¦ Nº 154
M
onitor
una nómina de prestigiosos editores
y una excelente colección de
artículos publicados .
Diez años de Cell Metabolism:
Enlace al espacio de la revista en
L a r e v i s t a c i e n t í fi c a C e l l
la
base
de datos Science Direct de
Metabolism está celebrando durante
2015 el décimo aniversario de su publicaciones del grupo Elsevier:
lanzamiento. Perteneciente al grupo http://www.sciencedirect.com/
editorial Cell, actualmente editado science/journal/15504131
por Elsevier, en su relativa corta vida
ha conseguido transformarse en una Y 75 años de Journal of the
revista de obligada referencia en su National Cancer Institute:
área, con un elevado índice factor de
Por su parte, la revista oficial del
impacto (16,747 en la edición más National Cancer Institute, en la
reciente disponible de Science JCR), actualidad publicada por Oxford
32
Journals, celebra su septuagésimo
quinto aniversario con el acceso libre
especial a los contenidos de un
número conmemorativo que incluye
un editorial, cuatro comentarios y la
reproducción de 18 ar tículos
destacados que se publicaron en el
JNCI entre 1959 y 2008
Enlace: http://oxfordjournals.org/
o u r _ j o u r n a l s / j n c i /
75th_anniversary.html
Miguel Ángel Medina [email protected]
Foros de la ciencia
Escépticos:
Muchos son escépticos acerca del
papel de las televisiones públicas en
la formación ciudadana y en la
extensión de una cultura de la que la
ciencia forma parte sustancial. Pero a
veces hay que resaltar las
excepciones a esta regla, los
auténticos diamantes que lucen en
medio de tanta quincalla zafia y
banal que emiten televisiones que
pagamos entre todos. Y la excepción
que vamos a destacar hoy se llama
precisamente "Escépticos" y es un
programa de ETB, la televisión
p ú b l i c a va s c a , e m i t i d o e nt re
septiembre y diciembre de 2011.
"Escépticos" fue creado y dirigido por
José A. Pérez, autor también de un
excelente blog (Mi mesa cojea,
http://mimesacojea.com/ ) y
presentado por Luis Alfonso Gámez.
Este último mantiene el blog
Magonia (http:/ magonia.com ),
dedicado al fomento del
escepticismo y el pensamiento
crítico, y fi rma desde octubre de
2010 una columna en español,
¡Paparruchas!
http://
archive/category/paparruchas ), Podremos estar de acuerdo con
en la web del Comité para la
Investigación Escéptica (CSI, http://
www.csicop.org/ ). Además, es
fundador del Círculo Escéptico
(
h
t
t
p
:
/
/
w w w.circuloesceptico.org/ ),
asociación organizadora del Día de
Darwin (http://magonia.com/tag/
dia-de -darwin/)
y de los
encuentros Enigmas y Birras (http://
magonia.com/?s=enigmas+y
+birras). A pesar de que como
hemos dicho los episodios de
"Escépticos" se emitieron en 2011,
puede accederse a todos ellos a
través de la red (http://
magonia.com/la-primeratemporada-de-la-serie-escepticosde-etb-al-completo/) o en ETB a la
carta (http://www.eitb.tv/es/, buscad
"escépticos"). Los episodios dan un
severo repaso a creencias relativas a
medicina alternativa, homeopatía,
ciencias ocultas, productos milagro,
modificaciones genéticas, cambio
climático, etc. Lamentablemente
nunca hubo una segunda temporada
de esta serie. No nos pregunten por
qué.
www.csicop.org/specialarticles/
Ramón Muñoz-Chápuli [email protected]
Vol.8 ¦ Nº 154
todos los argumentos esgrimidos por
este grupo de escépticos, o quizá no,
pero sí estaremos de acuerdo en que
por parte de la ciencia y de la
divulgación científica en general hay
que hacer un esfuerzo para
promover el pensamiento crítico.
Sólo así evitaremos las falsas
creencias y los engaños que
proliferan sin ningún control sobre
bases pseudocientíficas y que
terminan sangrando las economías o
la salud de quienes al fi nal resultan
engañados. El caso reciente del niño
enfermo de difteria a causa de la
moda del rechazo de la vacunación
debe ser un buen estímulo para que
tomemos esto en serio.
Primavera- 2015
ESTO NO ES UNA DESPEDIDA: ES LA HORA DEL RELEVO
Estimado lector:
Hace casi 7 años ya asumí la
responsabilidad de relanzar
esta nuestra revista Encuentros
en la Biología (cuyo último
número de su primera etapa,
el número 121, había parecido
en enero de 2008) con el
apoyo del entonces Director y
componente del equipo
f u n d a d o r D r. S a l v a d o r
Guirado. Para dar tal paso,
solicité ir acompañado por un
Co-Editor Jefe más joven, el
Dr. José María Pérez Pomares,
quien me ha acompañado en
esta apasionante aventura
todos estos años y a quien,
desde aquí, agradezco
especialmente su valiosa
ayuda para mantener vivo el
proyecto, la revista. En poco
tiempo, renovamos y
ampliamos el Equipo Editorial,
rediseñamos la revista
(encomiable labor llevada a
cabo por el Dr. Raúl Montañéz
Martínez, por aquel entonces
estudiante de doctorado) y
ampliamos sus contenidos.
Salvador Guirado consiguió
que se mantuviera la ayuda
concedida
por
el
Vicerrectorado de
Investigación de la
Universidad de Málaga para
sufragar los costes de
impresión de la revista. Con
un espectacular diseño de
portada ideado por el propio
Raúl Montañez para celebrar
el Año Darwin, Encuentros en
la Biología volvía a aparecer en
febrero-marzo de 2009 con su
número 122, primero del
Vo l u m e n 2 . C a m b i o d e
formato, de diseño,
i n t ro d u c c i ó n d e n u e v a s
secciones, duplicación del
número de páginas impresas
por número marcaban el
inicio del camino de esta
nueva etapa.
Cuando asumí la tarea en
compañía de mi compañero y
amigo José María Pérez me
comprometí a llevar con él las
riendas de nuestra revista
durante cinco años. Diversas
circunstancias han hecho que
prolongase ese compromiso
hasta uno año y medio más, el
tiempo necesario para que se
hayan hecho realidad varias
decisiones editoriales
tomadas por mí, la última de
las cuales ha sido la
publicación del excelente
número monográfico 153
dedicado a Biología Sintética.
Tiempo es ya de dar un paso
atrás y ceder el relevo a quien
me va a sustituir desde el
próximo número 155, el Dr.
José María Blanco Martín. No
habrá de enfrentarse solo a la
tarea gobernar la nave y
mantener el rumbo de
Encuentros en la Biología, pues
seguirá contando con el
apoyo de José María Pérez,
quien se ha comprometido a
mantenerse en el cargo
durante algún tiempo más.
Como reza el título de este
Editorial especial, esto no es
una despedida. No está en mi
ánimo abandonar el proyecto,
en el que ya participé
activamente como autor
colaborador desde 1993.
Desde hoy mismo, el nuevo
equipo de Co-Editores Jefe de
la revista cuentan con mi
apoyo y mi colaboración
cuale s q u i e ra t a re a s q u e
tengan a bien asignarme. Mi
intención es pasar a ser un
complemente más del equipo
editorial, pasando a formar
parte del Comité editorial
ejecutivo manteniendo mis
re s p o n s a b i l i d a d e s c o m o
encargado de la sección
Monitor y como gestor de
contenidos de la revista.
En ésta que no es la hora de
la despedida, sino la del
relevo, quiero expresar mi más
profundo agradecimiento a
todos los componentes del
Comité editorial ejecutivo y el
Comité editorial asociado, así
como a todos los autores sin
cuyo trabajo, apoyo y
contribuciones no habrían
sido posibles los 33 números
que llevamos publicados en
esta segunda etapa.
Creo que esta hora del
relevo es un momento
oportuno para echar la vista
atrás y hacer balance de estos
años, de lo bueno y lo menos
bueno, de las metas
alcanzadas y no alcanzadas,
de las fortalezas y debilidades,
de lo hecho y lo por hacer. Sin
duda, el mayor momento de
crisis vivido en estos años se
produjo a las pocas semanas
de ver publicado e impreso el
número 137, con fecha de
invierno de 2012, cuando
recibimos la notificación de
que la nueva Vicerrectora de
Investigación y Transferencia
había tomado la decisión de
retirar la ayuda a la impresión
de la revista. Con el número
138 ya preparado a medias,
hubimos de reflexionar y dar
la adecuada respuesta al
nuevo escenario que se
dibujaba. La crisis resultó ser
una crisis de crecimiento pues,
liberados del corsé que
suponía integrar los
contenidos de cada número
de la revista en 16 páginas.
Con un retraso de tres meses,
respondimos editando el
número doble 138-139 (con
30 páginas) en verano de
2012, un número cuya
portada lleva el doble lema La
divulgación también es ciencia
- La divulgación también es
educación.
Vol.8 ¦ Nº 154
33
34
Afortunadamente, antes de la desaparición de la versión impresa en papel por falta de fondos
económicos habíamos obtenido el ISSN para la versión electrónica de nuestra revista. Ese fue el
primero de una serie de hitos que han marcado el progreso y el posicionamiento de nuestra
publicación, que está indexada en Dialnet y ha logrado cumplir los requisitos Latindex. Sin embargo,
el que tenía que haber sido mayor hito ha supuesto el mayor fracaso de la parte final de esta etapa:
en el Editorial del número 151 (otoño de 2014) anunciamos el lanzamiento del nuevo espacio web de
la revista en formato weblog. En el siguiente número 152 (invierno de 2014-2015) hubimos de
publicar unas Notas de rectificación y disculpas en las que apuntamos: “Aprovechamos la ocasión para
presentar nuestras disculpas a quienes hayan visitado la URL www.encuentrosenlabiologia.es y se han
sentido defraudados por sus todavía escasos contenidos. Una vez más hemos de apelar a la comprensión
del lector para que entienda que esa iniciativa de futuro va avanzando mucho más lentamente de lo que
deseamos por la sencilla razón de que no contamos con ningún personal de apoyo profesional para el
mantenimiento de nuestra revista”. Varios meses después de dicha nota, sigue siendo una triste
realidad que los contenidos de ese espacio no se han actualizado. Arreglar cuanto antes esta
deficiencia es uno de los retos que deberá asumir el nuevo equipo de Co-Editores Jefe con el apoyo
del Editor Ejecutivo encargado de la coordinación de espacios web Dr. Héctor Valverde Pareja, del Dr.
Ramón Muñoz-Chápuli, encargado de la coordinación de la edición electrónica, del Dr. Raúl
Montañez Martínez, encargado de la coordinación del diseño y del resto del Comité editorial
ejecutivo, incluido yo mismo. También quedaron en el aire, pendientes de concreción y ejecución,
interesantes propuestas para extender este proyecto más allá de los límites de la revista: ciclos de
conferencias, el rincón de los doctorandos, encuentros públicos periódicos en formato Workshop y
otros, propuestas que partieron de compañeros que continúan siendo componentes del Comité
editorial ejecutivo, tales como la Dra. Ana Grande, Carmen González y Luis Rodríguez Caso.
Finalmente, un objetivo que me había marcado para antes de pasar el relevo y que sólo he podido
cumplir en una pequeña parte consiste en la necesaria renovación del equipo editorial, ampliándolo
aún más, incorporando a nuevos componentes jóvenes que garanticen el adecuado relevo
generacional.
Con sus 23 años de existencia, Encuentros en la Biología es una de las revistas gratuitas de
divulgación científica más veteranas de cuantas se publican en España. Pero nuestra revista, desde
sus mismos orígenes, ha tenido vocación de no tener fronteras, como la ciencia misma. Hemos
publicado contribuciones de autores latinoamericanos con relativa frecuencia. Desde el primer
número (122) de la segunda etapa, la Instrucción para los autores nº 5 ha declarado: “Aquellos autores
que no tengan el castellano como lengua materna pueden remitir sus manuscritos en inglés. Una vez
aceptado, un resumen del mismo en castellano sería elaborado por el propio equipo editorial”. La
publicación en el número 151 dentro de la sección Vida y obra de la contribución del danés Bjarke
Jensen titulada Commemoration of Alfred Greil (1876-1964) supone un pequeño pero importante hito
al ser el primer artículo que publicamos en lengua inglesa. Mis continuadores tienen otro gran reto
en la atracción de talento internacional como nuevos autores y editores de nuestra revista.
Durante la etapa inaugurada con el número 122, Encuentros en la Biología ha conocido dos
crecimientos en contenidos. Entre dicho número 122 y el 137, cada número constó de 16 páginas,
duplicando las 8 páginas de las que constaban los números anteriores. Una vez suprimida la edición
impresa y liberados de las restricciones de espacio que la misma imponía, desde el doble número
138-139 al actual sólo en una ocasión se editó un número con 16 páginas, teniendo todos los demás
20 o más páginas, duplicando e incluso triplicando (y más) esos números. Este crecimiento en
extensión permitió, desde el primer momento, dedicar espacios a secciones con nombre y entidad
propios. Alguna de estas secciones tuvo una vida efímera; tal fue el caso de La página del COBA.
Otras, en cambio, se han asentado y han cobrado personalidad. Es el caso de la sección Foros de la
ciencia que con mano maestra lleva mi querido compañero y amigo Ramón Muñoz-Chápuli.
También es el caso de la sección Vida y obra a la que ha dotado de un personal sello el responsable
de la misma, mi también compañero y amigo Juan Carlos Aledo.
Vol.8 ¦ Nº 154
Primavera- 2015
Pero si hay una sección que, desde el número 122, se erigió en seña de identidad de la segunda
etapa de nuestra revista, sin duda esa sección es La imagen comentada, por lo demás, la única sección
que podemos considerar fija al haberse publicado en todos los números. Hasta el momento son ya 33
imágenes comentadas, todas de calidad y algunas realmente espectaculares. La imagen de portada,
específica para cada número, se ha convertido en otra de las señales distintivas de nuestra revista.
Otras secciones como Escribir bien no cuesta trabajo, Monitor y Cómo funciona también han cumplido
su función y han cubierto sus respectivos huecos en sus apariciones esporádicas. En nuestro número
141, especial XX aniversario de Encuentros en la Biología inauguramos una sección titulada SEBBM
Divulgación en la que -con permiso de la Sociedad española de Bioquímica y Biología Molecular- en
cada ocasión publicamos dos contribuciones seleccionadas entre las publicadas online en la sección
«Divulgación: ciencia para todos» de la web de la SEBBM, sección auspiciada por el Programa de
Divulgación de la SEBBM. Mi compañero y amigo Enrique Viguera, componente del Comité editorial
ejecutivo de nuestra revista y uno de los coordinadores de la sección «Divulgación: ciencia para todos»
de la web de la SEBBM, puede que tenga mucho que aportar al devenir de esta sección.
De esa época que ahora acaba en la que me he mantenido al timón de la nave con José María Pérez
Pomares me siento particularmente satisfecho del establecimiento y asentamiento de los números
monográficos, publicados esporádicamente hasta que el cumplimiento de uno de los indicadores
Latindex nos llevó a fijar y declarar en la página de Créditos de la revista su periodicidad: “Encuentros
en la Biología publica 4 números ordinarios (uno por trimestre) y al menos 1 número extraordinario
monográfico al año”. El primer número monográfico (el 129) se publicó (todavía con versión impresa)
en verano de 2010 y se dedicó a recordar a Félix Rodríguez de la Fuente, un número que fue posible
gracias a la labor de coordinación de los profesores de Zoología Mario Vargas, Luis Javier Palomo y
Raimundo Real. Le siguieron los números monográficos sobre Biología de Sistemas (nº 136, diciembre
de 2011), Monografía Antártica (nº 140, otoño de 2012, editado por Mª Eugenia Manjón-Cabeza y
Francisco J. López Gordillo), L Aniversario de SEBBM (nº 145, monografía de 2013, editado por Francisca
Sanchez Jiménez), Bicicleta de Krebs (nº 148, monografía 1 de 2014), editado por el equipo “bicicleta de
Krebs”, formado por 6 alumnos de último curso de la Licenciatura de Biología), Cazadores de genomas
(nº150, monografía 2 de 2014, editado por Luis Rodríguez Caso) y Biología Sintética (nº 153,
monografía 1 de 2015, editado por Antonio Diéguez y Enrique Viguera). Podían haber constituido una
monografía el editorial invitado escrito por Enrique Moreno Ostos en el número 147 y los 4 artículos
sobre temas limnológicos publicados en los números 147 y 149. Se han publicado otros dos números
especiales, aunque no monográficos. En primer lugar, el número 141, que celebraba el XX aniversario
de la revista y que con sus 80 páginas es hasta el momento el número más extenso de cuantos hemos
publicado. En segundo lugar, el mencionado número 147, que contenía un homenaje a Ramón
Margalef en el décimo aniversario de su fallecimiento.
Nos enorgullece haber conseguido entrevistas exclusivas para nuestra revista a científicos tan
destacados como Carlos Belmonte, Miguel Delibes de Castro, Jerónimo López y Ricard Solé. Me parece
también motivo de orgullo para nuestra revista que haya publicado contribuciones de científicos de la
talla de Federico Mayor Zaragoza, Antonio García-Bellido o Carlos López Otín, por sólo mencionar tres
especialmente conocidos y destacados. Pero también me enorgullece haber abierto las puertas de
nuestra revista no sólo a profesores, investigadores y doctorandos sino también a estudiantes de
licenciatura y grado. Sin duda, todos nuestros autores han sido piezas claves en posibilitar el momento
dulce por el que atraviesa nuestra revista.
Si mucho y bueno se ha hecho y publicado hasta el momento en Encuentros en la Biología, estoy
convencido que lo mejor está por llegar porque un proyecto como éste ha de fijar su rumbo por la
senda de la continua superación. En la confianza de que el “barco” sigue en buenas manos, dejo como
guiño a la renovación que está por venir el nuevo logo “minimalista” (de nuevo diseñado por Raúl
Montañez) de nuestra revista, esa elegante “eb” que marca la cabecera de cada página, acompañando
al antiguo logo en las páginas pares.
Termino expresando mi agradecimiento a todos los lectores de Encuentros en la Biología, tanto al
lector fiel como al esporádico. No, esto no es una despedida, ni un adiós. Cedo el relevo y doy un paso
atrás, pero aquí me quedo. Aquí estoy y aquí me encontraréis.
Miguel Ángel Medina Torres
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Imagen alegórica que hace referencia a la nueva biología sintética 36
Vivimos en una sociedad entregada a la novedad, impelida por tendencias que se suceden
constantemente, como bacterias siguiendo una señal química. La ciencia está estrechamente
vinculada a la sociedad y su contexto y -en consecuencia- subyugada a sus dinámicas. Hace
tiempo que lo relevante ya no es la hipótesis a falsar, sino si ésta pertenece a algunos de los
campos de moda y se falsa empleando las técnicas más novedosas. La biología sintética es
hoy una de estas tendencias de moda, la gran promesa que nos ayudará a reconstruir todas
aquellas funciones biológicas que necesitemos o podamos imaginar, que nos permitirá entender
los fundamentos de la vida. Cientos de grupos de investigación han encerado sus tablas y se
han lanzado a surfear esta nueva ola aclamando a voz en grito su magnificencia. La realidad es
un poco menos argéntea de como la venden. La estabilidad de los constructos es limitada en el
tiempo y su potencial evolutivo está mal conocido. La lógica de las piezas que se han podido
ensamblar es por el momento bastante limitada y de extrema sencillez. Los mecanismos de
biocontención aún son poco fiables y los organismos modificados no van más allá de los
modelos clásicos. La reflexión es pues pertinente: ¿Es la biología sintética la nueva esperanza
para nuestra sociedad o ha sobrepasado una vez más el marketing a la realidad del producto?
Autor del diseño y la reflexión: Raúl Montañez Martínez
Vol.8 ¦ Nº 154
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SEBBM DIVULGACIÓN
La Ciencia al alcance de la mano
Tenemos el placer de presentar en la revista "Encuentros en la Biología" dos contribuciones seleccionadas
entre las publicadas on-line en la sección «Divulgación: ciencia para todos» de la web de la SEBBM, sección
auspiciada por el Programa de Divulgación de la SEBBM, una de las sociedades científicas más influyentes en
España. Los originales de estos artículos aparecieron publicados en junio de 2015. Estos y más artículos podréis encontrarlos en:
(http://www.sebbm.es/ES/divulgacion-ciencia-para-todos_10).
Coordinadores: José Manuel Bautista, Amalia Díez, Teresa Giráldez, Almudena Porras, Isabel Varela Nieto y Enrique Viguera Mínguez.
Glicolisis, efecto Warburg y flexibilidad metabólica tumoral
Resumen: El aumento de la glicolisis es una característica clásicamente descrita en
tumores. Algunas células cancerosas muestran contrariamente una inhibición de
esta vía, fenómeno dependiente de la interacción con otras células del tumor o del
estroma altamente glicolíticas. Las adaptaciones metabólicas del cáncer proporcionan nuevas estrategias diagnósticas y terapéuticas.
Autor: Óscar H. Martínez Costa
Departamento de Bioquímica, Facultad de
Medicina, Universidad
Autónoma de Madrid
Summary: Enhanced glycolysis is a feature classically described in tumors. Some
cancer cells show conversely an inhibition of this pathway, a phenomenon which
relies on the interaction with other highly glycolytic cells of the tumor or the stroma. The metabolic adaptations of cancer provide new diagnostic and therapeutic
opportunities.
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Como es bien conocido, la glicolisis (del griego “glykys”, dulce o azúcar, y “lysis”, dividir, separar) o
vía de Embden-Meyerhof-Parnas hace referencia a la ruta metabólica por la cual, la glucosa (compuesto orgánico de seis carbonos) es degradada en una serie secuencial de 10 reacciones enzimáticas para dar dos moléculas del compuesto de tres carbonos piruvato (Figura 1A). Se considera a esta
vía como clave, o incluso la única en determinados tipos celulares, para la obtención de energía, conservándose en este proceso parte de la energía libre liberada a partir de glucosa en forma de ATP y
NADH. Funciona en ausencia de O2 (anaerobiosis), y está altamente conservada tanto en el número
como en los mecanismos implicados en la mayoría de los organismos. Por ello, se considera como la
vía más antigua existente para la obtención de energía a partir de moléculas orgánicas, que apareció
en el curso de la evolución antes de la acumulación de O2 en cantidades importantes hace unos 2 mil
millones de años (1).
La demanda energética, la regeneración del NAD+, los niveles de ciertos metabolitos considerados
clave y la presencia de especies reactivas de oxígeno (ROS) permiten ajustar su flujo o promover el
proceso inverso, esto es la gluconeogénesis, atendiendo, entre otros, al estado de diferenciación y
proliferación celular, y a la disponibilidad de oxígeno y nutrientes (2). El control de la glicolisis es ejercido principalmente a través de sendos mecanismos que afectan a aquellas reacciones de la vía consideradas irreversibles, catalizadas por los enzimas hexoquinasa (HK), fosfofructoquinasa (PFK) y piruvato quinasa (PK) –siendo estos dos últimos específicos de la ruta–, como así también regulándose
en algunos casos la entrada del azúcar y la salida de lactato, derivado reducido del piruvato que posibilita la regeneración del NAD+ (a través de los transportadores GLUT y MCT, respectivamente). La
heterogeneidad de los enzimas de la vía glicolítica, resultante de la existencia de distintos genes, de
variantes en la maduración de sus correspondientes RNA, de diferencias en los niveles de expresión o
de modificaciones post-traduccionales, da bases para la flexibilidad metabólica de esta vía (2). En última instancia, los cambios en las propiedades cinéticas de los enzimas, en su respuesta a las interacciones alostéricas o en la estabilidad de los mismos, aseguran la adaptación de la vía a las necesidades funcionales de un tejido específico o, como se ha descrito más recientemente, de una población
celular determinada incluso en un mismo tejido, posibilitando a interacción sinérgica entre las células
implicadas (3,4).
Típicamente, las células tumorales se caracterizan por un aumento de la captación de glucosa para
generar mayoritariamente lactato aún en presencia de oxígeno, fenómeno conocido como efecto Warburg o glicolisis aerobia (Figura 1B). En este efecto se ha implicado a reguladores de la expresión génica como el factor inducible por hipoxia HIF-1, la proteína supresora de tumores p53 o el oncogen cMyc (5). Así, HIF-1 incrementa la expresión de los transportadores GLUT1 y GLUT3, la síntesis de enzimas glicolíticos como HK1, HK2, fosfoglicerato quinasa 1 o la isofoma M2 de PK, y la producción de
lactato y su transporte al espacio extracelular por inducción de la expresión del enzima lactato deshidrogenasa (LDH) A y del transportador MCT4. Mutaciones en p53 conllevan, entre otras alteraciones,
una deficiencia en la función mitocondrial; la consecuente reducción en la respiración celular e incremento en ROS, junto a la inactivación de la piruvato deshidrogenasa mitocondrial –enzima responsable de la conversión de piruvato en acetil-Coa– a través de HIF-1, reforzarían la mayor dependencia
en la glicolisis de estas células para la obtención de energía. Estas alteraciones conferirían una ventaja selectiva para la supervivencia y proliferación tumoral.
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En el sistema inmune este efecto es decisivo. La inducción de la arginasa en células mieloides murinas, como por ejemplo macrófagos, por citoquinas TH2 y agentes inflamatorios participa en una gran
variedad de enfermedades inflamatorias por regulación negativa de la síntesis de NO, inducción de
fibrosis y regeneración tisular. También, la depleción de la L-arginina, mediada por arginasa suprime la
respuesta inmune de las células T, dando lugar a un mecanismo fundamental de inmunosupresión
asociada con los procesos inflamatorios.
Es por todo lo que antecede, que la interferencia farmacológica del metabolismo de la L-arginina ha
sido propuesta como una nueva y prometedora estrategia para diferentes tratamientos como el cáncer
(la depleción de L-arginina del entorno del tumor favorece su curación por ser un aminoácido esencial
para la síntesis de proteínas) o la autoinmunidad u otras reacciones inmunes no deseadas como las
alergias, ya que al disminuir la accesibilidad a la arginina se frena la proliferación de linfocitos T (6,7).
Sin embargo, recientemente se ha observado que no todos los tumores o incluso no todas las células
de un mismo cáncer adoptan una remodelación metabólica clásica según el efecto Warburg, sino que
se caracterizan por presentar un fenotipo opuesto, de tipo respiratorio con un incremento en la fosforilación oxidativa mitocondrial (3,4,6) (Figura 1C). Es más, en algunos tumores existe lo que se ha denominado sinergismo o acoplamiento metabólico entre las células estromales normales y las tumorales, siendo por tanto el microambiente tumoral clave para la progresión del cáncer. Así, los fibroblastos
asociados al tumor son glicolíticos (por estabilización de HIF-1, formación de ROS, autofagia y mitofagia, entre otros mecanismos) y proporcionan lactato, además de aminoácidos como glutamina y cuerpos cetónicos a las células tumorales oxidativas, que son capaces de utilizar estos nutrientes como
fuente de energía –gracias a su elevado metabolismo mitocondrial, la sobreexpresión de MCT1 y
LDHB, y la inhibición de la glicolisis–, o incorporarlos como precursores metabólicos necesarios para
el desarrollo tumoral (4). Esta comunicación metabólica intercelular se ha vinculado directamente con
la agresividad del cáncer (4).
Las características de dependencia de la glicolisis mencionadas en el metabolismo tumoral han posibilitado el desarrollo de métodos para el diagnóstico del cáncer humano, como lo es la tomografía por
emisión de positrones (PET) tras la administración del análogo de glucosa parcialmente metabolizable
[18F]-fluoro-2-desoxiglucosa
y detección de su alta captación. Los nuevos hallazgos
sobre la remodelación metabólica tumoral y su microambiente han re-orientado el
desarrollo de nuevas tecnologías para analizar la heterogeneidad de la vía, lo que a
su vez mejorará la evaluación de la respuesta terapéutica, como así también han
permitido plantear a los mecanismos mediadores de
esta adaptación como dianas
para el tratamiento, existiendo actualmente numerosos
compuestos en ensayos preclínicos y clínicos con potencial uso médico (2,6).
Figura: Glicolisis mostrando destinos del piruvato (A), y fenotipos tumorales
glicolítico (B) y respiratorio (C).
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SEMBLANZA BIOGRÁFICA DEL AUTOR
Oscar H. Martínez-Costa Pérez es Doctor en Medicina y Cirugía (1991) con Premio Extraordinario por
la Universidad Autónoma de Madrid. Realizó su Tesis Doctoral en el Departamento de Bioquímica bajo
la dirección del Dr. Juan José Aragón Reyes sobre la fosfofructocinasa de Dictyostelium discoideum.
Tras una estancia postdoctoral en el Centro Nacional de Biotecnología, investigando los mecanismos
de control del metabolismo secundario en Streptomyces, se incorporó al Departamento de Bioquímica
(1999) como Profesor Asociado y posteriormente como Profesor Contratado Doctor. Su actividad investigadora se ha centrado desde entonces en el análisis de las bases estructurales de la función y regulación del enzima fosfofructocinasa, y al control génico de su expresión en mamíferos, realizando varias
estancias breves en el laboratorio de Keith Tornheim (Boston University). Asimismo, ha participado en
el desarrollo de un nuevo test para el diagnóstico no invasivo de hipolactasia (ensayos pre-clínicos y
clínicos fase I, Ib y IIb-III).
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REFERENCIAS
1. Fothergill-Gilmore LA, Michels PAM (1993) Evolution of glycolysis. Prog Biophys Mol Biol. 59, 105–235.
2. Warmoes MO, Locasale JW (2014) Heterogeneity of glycolysis in cancers and therapeutic opportunities.
Biochem Pharm. 92, 12-21.
3. Ghesquière B, Wong BW, Kuchnio A, Carmeliet P (2014) Metabolism of stromal and immune cells in health
and disease. Nature 511, 167-176.
4. Martinez-Outschoorn U, Sotgia F, Lisanti MP (2014) Tumor microenvironment and metabolic synergy in
breast cancers: critical importance of mitochondrial fuels and function. Semin Oncol. 41, 195-216.
5. Yeung SJ, Pan J, Lee MH (2008) Roles of p53, MYC and HIF-1 in regulating glycolysis - the seventh hallmark of cancer. Cell Mol Life Sci. 65, 3981-3999.
6. Obre E, Rossignol R (2015) Emerging concepts in bioenergetics and cancer research: Metabolic flexibility,
coupling, symbiosis, switch, oxidative tumors, metabolic remodeling, signaling and bioenergetic therapy. Int J
Biochem Cell Biol. 59, 167-181.
De disparos y oscilaciones (Premio Nobel Medicina 2014)
Resumen: El Premio Nobel de Medicina del año 2014 ha galardonado el trabajo de John
O’Keefe y Edvar y May-Britt Moser por sus descubrimientos del sistema neuronal que señaliza nuestra posición en el espacio, las células de lugar del hipocampo y las células grid
(o de reticula) de la corteza entorrinal ¿Qué son estas células y por qué es este descubrimiento tan importante?
Summary: The Nobel Prize in Medicine was awarded in 2014 to John O'Keefe and Edvard
and May-Britt Moser for their discoveries on the neuronal system indicating our position in
space, hippocampal place cells and grid cells of entorhinal cortex. What are these cells and
why is this discovery so important?
Autora: María de los Ángeles Pajares Tarancón
Departamento de Metabolismo y Señalización Celular,
Instituto de Investigaciones
Biomédicas “Alberto
Sols” (CSIC-UAM), Arturo
Duperier 4, 28029 Madrid
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La necesidad de una correcta nutrición para una vida saludable y un envejecimiento activo, resaltada en el programa europeo Horizon 2020, se basa en la
incapacidad de los mamíferos para sintetizar componentes esenciales para la
célula, entre ellos, la metionina. Este aminoácido es utilizado en la síntesis de
proteínas y en el ciclo de la metionina, ruta en la que se produce el principal donante de grupos metilo, la S-adenosilmetionina (SAM)[1]. El número y variedad
de patologías en que se han detectado alteraciones en el ciclo de la metionina
es cada día mayor, abarcando desde la cirrosis o el fallo hepático agudo [2], hasta el cáncer, el Parkinson, la sordera [3] y enfermedades raras, como la de Wilson [4].
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El hígado ha sido la principal diana de estudio, ya que procesa hasta un 50% de la metionina ingerida y presenta los mayores niveles de las enzimas implicadas, algunas específicas de este tejido.
Componentes esenciales del ciclo hepático son las metionina adenosiltransferasas (MATs), la Sadenosilhomocisteína hidrolasa, la metionina sintasa, y la betaina homocisteína metiltransferasa
(BHMT), a las que hay que unir una gran variedad de metiltransferasas. Esta ruta sintetiza SAM, Sadenosilhomocisteína (SAH), homocisteína y la propia metionina, junto con compuestos metilados
(DNA, proteínas, fosfolípidos, neurotransmisores, etc.) y el tetrahidrofolato. En su regulación participan distintos factores, que dan lugar a un alto nivel de complejidad [1, 5]. Entre ellos: la existencia
de diversas isoenzimas (MAT I, II y III); la presencia de homo- (MAT I y III, BHMT, etc.) y hetero-oligómeros (MAT II); la regulación por metabolitos de la expresión (metiltioadenosina), actividad y oligomerización de diversas enzimas (SAM, SAH, 5’-metiltetrahidrofolato, glutatión, NADP+); la necesidad de vitaminas como cofactores; y, el control hormonal ejercido fundamentalmente a nivel transcripcional. En este complejo contexto, nuestras contribuciones se han centrado en las enzimas MATs
y BHMT, así como en las alteraciones del ciclo en patologías que cursan con estrés redox.
Hace casi 20 años identificamos un puente disulfuro intrasubunidad en MAT alfa-1, subunidad catalítica que constituye las isoenzimas MAT I (tetrámero) y MAT III (dímero), y demostramos la posible
implicación de tioltransferasas en el control de la actividad y oligomerización de estas isoenzimas
por la relación GSH/GSSG. A partir de ahí, nuestro interés en conocer los factores que controlan la
oligomerización de las MATs nos llevó al desarrollo de métodos y herramientas que permitiesen este
tipo de estudios, y que posteriormente ampliamos a la enzima BHMT. Así obtuvimos algunas de las
primeras estructuras cristalinas de MAT I y BHMT, gracias a las cuales se identificaron residuos involucrados en la unión de sustratos y la catálisis, y demostramos que el puente disulfuro de MAT alfa-1
es esencial en la estabilización de MAT I y III, bloqueando su interconversión [5, 6]. Estos trabajos
también permitieron postular el papel estabilizador de diversos elementos de estructura secundaria
en la oligomerización, aspecto que fue estudiado en más detalle con posterioridad mediante análisis
de unfolding de diversos mutantes. La gran conservación de secuencia en la familia MAT, junto con
los datos estructurales, también nos permitió demostrar su valor como marcador filogenético, lo que
derivó en la caracterización y estudios de estabilidad de MATs muy poco conservadas, algunas con
posible aplicación biotecnológica. Más recientemente hemos identificado que la unión de NADP+ a
la subunidad reguladora MAT beta aumenta su afinidad por el dímero de subunidades catalíticas
MAT alfa-2. Esto hace de MAT II un hetero-trímero regulable por mecanismos redox, que también
reducen drásticamente el nivel de expresión de MAT beta en un modelo de enfermedad de Wilson
[4]. Estos datos modifican la visión clásica de la composición de MAT II, y añaden un nuevo nivel de
complejidad a la regulación redox de las MATs.
Otros estudios en modelos animales y celulares han permitido cambiar otros conceptos establecidos en el campo, como son la expresión exclusivamente hepática de MAT1A (gen que codifica MAT
alfa-1) y BHMT, y la localización citoplásmica de las MATs [5, 7]. Así, nuestras contribuciones han
demostrado la expresión de bajos niveles de MAT1A en gran variedad de tejidos y tipos celulares
[7], y la de BHMT en cóclea [3]. La localización preferida de MAT alfa-1 no es el citoplasma, excepto
en hepatocitos, sino el núcleo celular, donde se detecta MAT I activa (Figura). En su distribución
subcelular son determinantes dos áreas del C-terminal de MAT alfa-1, que se solapan, y que pudieron ser identificadas gracias al diseño de mutantes en base a los datos estructurales disponibles [7].
En modelos de fallo hepático agudo se produce acumulación nuclear de varias enzimas del ciclo, y
un aumento de la actividad y cantidad nuclear de MAT I, que se refleja en los niveles de ciertas metilaciones epigenéticas. Este aumento de MAT alfa-1 nuclear se previene mediante agentes que mantienen la relación normal de GSH/GSSG. Todo este cúmulo de datos nos llevó a proponer una hipótesis sobre la regulación redox de MATs, a la que ahora habría que añadir el control de su distribución subcelular.
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Figura: Esquema de la distribución subcelular de MATs en hígado (normal y bajo estrés
redox) y otros tejidos. Las flechas indican la cantidad, mayor (gruesas) o menor (finas),
y su aumento o reducción.
SEMBLANZA BIOGRÁFICA DE LA AUTORA
Mª de los Ángeles Pajares Tarancón es Investigadora Científica del CSIC en el Instituto de Investigaciones Biomédicas “Alberto Sols” (IIBM, CSIC-UAM). Se licenció (1982) y doctoró en C.C. Biológicas
por la Universidad Complutense de Madrid (1986). Entre 1987 y 1994 fue becaria posdoctoral en la
Harvard Medical School (USA), la Fundación Jiménez Díaz y el IIBM. También ha realizado estancias
cortas en las universidades de Heidelberg y Singapur. Su trayectoria se ha dirigido al estudio de las
relaciones estructura/función de proteínas y sus alteraciones en patologías. Es autora de más de 60
artículos en revistas internacionales y de aproximadamente una veintena de capítulos en libros, ha
dirigido aproximadamente una decena de Tesis Doctorales y un número muy superior de otro tipo
de trabajos. También ha sido Jefe de los departamentos de Estructura y Función de Proteínas y de
Metabolismo y Señalización Celular del IIBM. Es miembro de diversas sociedades científicas, entre las
que figuran la ASBMB, la NYAS y la SEBBM, habiendo participado en las comisiones de Admisiones y
de Divulgación de esta última.
REFERENCIAS
1. Pajares, M.A. and G.D. Markham, Methionine adenosyltransferase (s-adenosylmethionine synthetase). Adv
Enzymol Relat Areas Mol Biol, 2011. 78: p. 449-521.
2. Delgado, M., et al., Acute liver injury induces nucleocytoplasmic redistribution of hepatic methionine metabolism
enzymes. Antioxid Redox Signal, 2014. 20(16): p. 2541-54.
3. Martinez-Vega, R., et al., Folic acid deficiency induces premature hearing loss through mechanisms involving cochlear oxidative stress and impairment of homocysteine metabolism. FASEB J, 2014.
4. Delgado, M., et al., Early effects of copper accumulation on methionine metabolism. Cell Mol Life Sci, 2008.
65(13): p. 2080-90.
5. Pajares, M.A. and D. Perez-Sala, Betaine homocysteine S-methyltransferase: just a regulator of homocysteine
metabolism? Cell Mol Life Sci, 2006. 63(23): p. 2792-803.
6. Markham, G.D. and M.A. Pajares, Structure-function relationships in methionine adenosyltransferases. Cell Mol
Life Sci, 2009. 66(4): p. 636-48.
7. Reytor, E., et al., Conformational signals in the C-terminal domain of methionine adenosyltransferase I/III determine its nucleocytoplasmic distribution. Faseb J, 2009. 23(10): p. 3347-60.
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LAUDATIO DEL DOCTORANDO D. ANTONIO GARCÍA-BELLIDO Y GARCÍA DE DIEGO QUE PRONUNCIA EL DOCTOR D. MANUEL
MARÍ BEFFA EN APOYO DE LA PETICIÓN DE CONCESIÓN DEL SUPREMO GRADO DE LA UNIVERSIDAD DE MÁLAGA
Manuel Marí Beffa
Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias, Universidad de Málaga
[email protected]
Excelentísima Sra. Rectora Magnífica,
Excelentísimas e Ilustrísimas Autoridades Académicas, Civiles y Militares
Excelentísimo Profesor García-Bellido
Queridos compañeros del Claustro de profesores,
Alumnas y alumnos,
Señoras y Señores:
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La Universidad de Málaga honra con su máxima distinción a personas que por su trayectoria científica o humanística se identifican con el espíritu y la esencia de la Institución Universitaria. Por la razón científica nuestra Universidad, en sus escasos 43 años de edad, ya tiene entre sus doctores Honoris Causa a Don Severo Ochoa y Albornoz, a Don Federico Mayor
Zaragoza, a Doña Margarita Salas Falgueras, a Don Manuel Elkin Patarroyo, a Don Esteban
Rodríguez Cairo, o recientemente a Don Miguel Delibes de Castro, entre otros investigadores, cuyos logros han recibido el aplauso y premio de múltiples Instituciones fuera y dentro
de nuestras fronteras. Es de nuevo un honor para esta Universidad recibir al Excelentísimo
Sr. Don Antonio García-Bellido y García de Diego, Profesor vinculado ad honorem del
Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC, quien por sus muchos méritos de investigación en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa de Madrid es objeto de esta
Laudatio.
En relación a aquellos interesados en la Historia romana de España o en la Filología latina
y española sepan que Don Antonio García-Bellido y García de Diego, o Antonio, como cotidianamente le llamamos los que le conocemos, es hijo del historiador y arqueólogo español
Don Antonio García y Bellido, antiguo miembro ordinario de la Real Academia de la Historia
de España , y nieto del filólogo Don Vicente García de Diego, que ocupó el sillón A de la
Real Academia Española , RAE, desde 1926 a 1978. En esta familia ilustre, nació el 30 de
abril de 1936 en Madrid, y estuvo casado con Doña María Paz Capdevila, con la que tuvo
cuatro hijos y de quienes ha tenido diez nietos. Hoy con nosotros tenemos a una hija, Doña
Elvira García-Bellido Capdevila, y a una nieta, Doña Sara García-Bellido Ruiz, a quienes damos
cariñosamente la bienvenida.
El profesor García-Bellido estudió la carrera de Ciencias Biológicas en la Universidad
Complutense de Madrid, se licenció en 1958 con brillantes calificaciones y fue becario del
CSIC. En 1962, obtuvo el doctorado en Ciencias por la Universidad Complutense y posteriormente amplió sus estudios con figuras científicas de la élite mundial como Sir Vincent. B.
Wigglesworth en la Universidad de Cambridge, Ernst Hadorn en la Universidad de Zürich, y
tanto Alfred H. Sturtevant como Edward B. Lewis, premio Nobel de Medicina y Fisiología de
1995, en el Instituto Tecnológico de California, el famoso Caltech, realizando, durante estos
años, una estancia intermedia en el Instituto Ramón y Cajal del CSIC, donde conoció a
nuestro antiguo catedrático de Biología Celular, D. Fernando Marín Girón, primer catedrático
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y Director de nuestro Departamento proponente y primer Decano de la Facultad de Ciencias
de la UMA. Aunque recibió ofertas de trabajo de alguna prestigiosa Universidad internacional, decidió trabajar en España y formar parte del Instituto de Genética y Antropología
desde 1972 para ser luego Profesor de Investigación del CSIC desde 1974. Durante esos
años, se empezaban a abrir en España nuevos Centros de Investigación que permitieran revertir la conocida fuga de cerebros . En 1975, este insigne doctorando fue miembro Fundador del Centro de Biología Molecular , que se abrió con la participación de nuestro Premio
Nobel D. Severo Ochoa y Albornoz, dirigiendo allí el Laboratorio de Genética del Desarrollo
durante 34 años.
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Aunque su producción científica no es llamativamente extensa, con algo más de un centenar de artículos en revistas indexadas, 119 para ser exactos, la calidad y originalidad de sus
aportaciones le han llevado a ser miembro de la mayoría de las Academias científicas más
selectas del mundo. Entre éstas se encuentran la Royal Society of London, la National Academy of Sciences de Estados Unidos, la Academia Europea, l Académie des Sciences de
Francia, o la Pontificia Academia de Ciencias, donde es el único español junto a 25 Premios
Nobel o personalidades comparables de la talla de Stephen Hawking. Vemos también que
ha recibido siete premios de máximo nivel internacional, como el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica, el Premio Charles-Leopold Mayer , el Premio Nacional de Investigación Científica Santiago Ramón y Cajal , o el premio Rey Jaime I . Ha
sido además presidente de 5 Sociedades científicas nacionales e internacionales, miembro
electo de 8 organizaciones científicas o consejero científico de 10 Instituciones internacionales. Ha recibido también los doctorados Honoris Causa de seis universidades o academias,
incluida la Academia de Ciencias de Rusia, y ha impartido lecciones magistrales por todo el
mundo.
Al leer detenidamente la obra del profesor Antonio García-Bellido, encontramos la verdadera razón de todo este éxito. Nuestro invitado es uno de los máximos exponentes del
cambio de paradigma que llevó a la Embriología desde una visión fisiológica a la actual Genética del Desarrollo, desde pensar que la respiración celular, o las hormonas de crecimiento
de los animales y las plantas, lo hacían todo, a pensar que existía un programa heredable
constituido por los llamados genes del desarrollo.
En el Prof. Antonio García-Bellido descansa parte de este cambio paradigmático y una
decidida apuesta por nuestro país. Este padrino, junto a Don Javier Camprodón Orúe, hemos sido los estudiantes de nuestra Universidad que han trabajado en dicho laboratorio de
élite internacional al que el propio Francis Crick, Premio Nobel de Medicina y Fisiología por
su descubrimiento de la estructura de doble cadena del ADN, nombrara como la Escuela
Española de Genética del Desarrollo en la prestigiosa revista Science. Más de 70 becarios de
investigación nacionales o extranjeros, muchos de ellos ahora profesores o científicos en
plantilla de centros internacionales como la Universidad de Harvard, la Universidad de Cambridge o el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa , se han formado en dicho laboratorio y en sus famosos Seminarios de Drosophila. En estos seminarios, los estudiantes jóvenes, muchos ahora miembros relevantes de la actualidad científica española, se han venido
forjando en innumerables debates y confrontaciones dialécticas. Una escuela respetada internacionalmente al igual que las creadas por embriólogos insignes de la talla de Hans
Driesch o Theodor Boveri, o de los premios Nobel Hans Spemann, John Gurdon, Christine
Nüsslein-Volhard, Edward Lewis o Eric Wieschaus. Algunos representantes ilustres de dicha
Escuela son los Premios Príncipe de Asturias, Don Ginés Morata Pérez y Don Peter Lawrence,
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el ex-Secretario de Estado de Universidades, Don Pedro Ripoll Quintás, o el actual Director
del CBMSO, Don José Félix de Celis Ibeas.
Esta apuesta por los estudiantes españoles tiene su reflejo además en trabajos que suponen una verdadera seña de identidad científica de nuestro país. En ese sentido, Don Antonio
García-Bellido descubre, por primera vez, genes que determinan la diferenciación de las
neuronas y los elementos de la glía, por lo que resulta digno heredero de Don Santiago Ramón y Cajal, neurohistólogo español, Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1906, quien
descubriera dichas células y que dibujara su distribución en el encéfalo humano y en el de
especies animales, para honra internacional de España y que inspirara la carrera de muchos,
incluida nuestra querida Rectora.
Nuestro invitado analizó genéticamente los genes del complejo achaete-scute de una
especie modelo que ha aportado muchísimo al progreso de la Biología, la mosca del vinagre
Drosophila melanogaster, y estudió, en colaboración con su estudiante Pedro Santamaría,
su función en pequeños grupos de células inducidos por un método que revolucionó su
vida, la recombinación mitótica inducida por rayos X, a la que aludiré más adelante. Fruto de
estos estudios, nuestro doctorando propuso que estos genes promovían la diferenciación
de las células de los sistemas nervioso central y periférico y animó a muchos investigadores
a seguir este estudio, en especial al también Profesor de Investigación vinculado ad honorem Joan Modolell. Hoy se sabe que si una célula indiferenciada sintetiza las proteínas codificadas por alguno de estos genes se transforma en una precursora de las células del sistema
nervioso que posteriormente se podrá diferenciar en neuronas o en células de la glía. Con
anterioridad a estos estudios genéticos pioneros, no se conocía ningún gen que por sí mismo permitiera la diferenciación de estas células. Fue el primero y siguió la senda que abrió
nuestro célebre premio Nobel.
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Aunque muchos investigadores españoles, entre los que muy modestamente se encuentra este padrino, han colaborado en estos estudios, el progreso de los mismos ha venido de
la mano de innumerables grupos de investigación en otros países, en particular los liderados
por sus grandes amigos Alain Ghysen y José Antonio Campos-Ortega. En la actualidad, se
han encontrado genes muy similares a estos en cada especie animal estudiada, genes cuya
función es siempre parecida en el control del sistema nervioso. Todos estos avances suponen un verdadero carácter científico español, una seña de identidad con proyección internacional de primer orden.
Pero además seguimos leyendo que el Profesor García-Bellido ha asumido un verdadero
liderazgo europeo que ha impulsado el desarrollo de esta disciplina y actualizado conceptos
clásicos bajo la luz de la actual revolución molecular. Estas señas de identidad internacional
en su obra surgen desde el principio, tras aprender sobre el funcionamiento de los genes del
complejo bithorax, los llamados ahora genes Hox, y aplicar el ya nombrado método de recombinación mitótica inducida por rayos X durante su estancia en el laboratorio de Edward
Lewis. Nuestro doctorando fue fiel a estos conocimientos toda su vida profesional, aplicándolos al análisis genético de los organismos mosaico y siendo nominado por ello al Premio
Nobel en 1979 y 1995.
El método de la recombinación mitótica inducida por rayos X fue inicialmente propuesto
por los investigadores americanos Patterson y Stern a principios del siglo XX y aplicado por
otros autores hasta la mitad de ese siglo. Este método permite marcar genéticamente las
células epidérmicas de la mosca durante su crecimiento y estudiar los genes del desarrollo
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en un pequeño grupo de ellas. Durante la meiosis que origina los gametos, la recombinación crea variabilidad genética en las poblaciones de organismos. Durante las mitosis
que originan las células del organismo, la misma recombinación crea variabilidad genética
en el interior de los llamados organismos mosaico. Durante el desarrollo, las irradiaciones a
bajas dosis favorecen que la recombinación se dé en una única célula del organismo y ese
cambio genético es transmitido a sus células descendientes. Aunque la pérdida de cromosomas inestables ya permitía estudiar la función de algunos genes, este método hacía más
sencilla dicha investigación al poder ser aplicado a cualquier gen y en cualquier fase del
desarrollo. Estos organismos mosaico genético originados por la recombinación mitótica
han sido cruciales para el avance de esta disciplina.
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Anteriormente, para estudiar el fenotipo celular epidérmico de estas mutaciones, nuestro
invitado tenía que disgregar los tejidos y re-agregarlos en experimentos de cultivo celulares
o en implantes. Gracias a este método de irradiación, los cambios genéticos producían fenotipos mutantes en una pequeña región de la cutícula secretada y esto favorecía una interpretación in vivo e in situ de la función génica en las células. Nuestro doctorando fue sensible al potencial que guardaba este método y, en colaboración con John R. Merriam, empezó
a irradiar moscas del vinagre para estudiar así los linajes celulares durante el desarrollo. De
vuelta a España y en colaboración con Pedro Santamaría, nuestro invitado inició el investigación de los diversos genes del desarrollo que actúan durante este proceso, analizando por
primera vez una mutación en el gen engrailed. Así nuestro doctorando y su equipo desarrollaron el análisis in vivo de la función que muchos genes del desarrollo ejercen sobre fenómenos celulares tales como la proliferación, la polaridad, el tamaño, el reconocimiento, la
adhesividad, la apoptosis, la determinación, la diferenciación o la comunicación entre células durante el crecimiento de las alas de Drosophila melanogaster. Todos estos datos le
han llevado además a proponer diversos modelos teóricos sobre el desarrollo que han mejorado los anteriores y actualizado el concepto filosófico clásico de entelequia.
En su filosofía hilemórfica, el primer embriólogo, Aristóteles, propuso el concepto de entelequia, del griego entelés-échein que significa etimológicamente lo que tiene el fin en sí
mismo . La entelequia era tanto lo que tiene la semilla que hace que crezca para ser árbol,
causa eficiente, como el árbol en lo que se convierte, causa final. El alma, según define Aristóteles en su De Anima, es el principio de animación, la entelequia primera de un cuerpo
natural que tiene la vida en potencia como nos recuerda nuestro querido profesor Ignacio
Núñez de Castro en su libro Sobre la dignidad del embrión humano. Así esta entelequia
guardaría relación con las tres facultades del alma: la vegetativa, responsable de funciones
orgánicas como el desarrollo, la sensitiva o la intelectiva. Aunque comúnmente este concepto se aplica solo como causa final, y así lo destaca la RAE, en su versión original, es también
causa eficiente.
Esta idea de la entelequia ya había sido recogida por Hans Driesch, uno de los padres de
la embriología moderna. A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, una Escuela alemana de embriología experimental empezaba a tomar cuerpo con muchos científicos relevantes como Hans Driesch, Theodor Boveri, o Hans Spemann. Fruto de la investigación de ellos,
dos líneas fundamentales empezaron a consolidarse. Gracias a los trabajos de Theodor Boveri, la Teoría cromosómica de la herencia de Sutton y Boveri proponía, por primera vez, que
es en los cromosomas donde se encuentra la causa del desarrollo. De modo complementario, Driesch, que después se convirtiera en un famoso filósofo neo-vitalista, descubrió que,
durante las primeras fases de la embriogénesis, las células necesitaban de sus vecinas para
que se diera un desarrollo armónico. Este autor retomó el concepto de entelequia, aunque
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de modo impreciso como fuerza vital , para explicar la causa de dicha armonía. Esto fue rebatido por otro autor alemán Hans Spemann, Premio Nobel de Medicina y Fisiología en
1935, quien, tras uno de los experimentos más famosos de esta Escuela, el trasplante heterotópico del labio dorsal del blastoporo de la gástrula de los tritones, propuso que dicha armonía dependía en realidad de procesos celulares, entre los que se encontraba el que nombró inducción embrionaria . Debido a esta interpretación de Spemann, el concepto de entelequia cayó en desuso, pero como resultado quedó establecido que se daban fenómenos
de comunicación entre las células del embrión y que tales interacciones constituían también
una de las causas del desarrollo armónico.
El estudio de los organismos mosaico de D. Antonio García-Bellido es lo que ha permitido
la fusión de ambas líneas de pensamiento sobre las causas del desarrollo. Nuestro doctorando y sus colaboradores han descrito cómo las células de Drosophila en crecimiento activan muchos de sus genes del desarrollo ubicados en el ADN de sus cromosomas para controlar diversos procesos, como pueda ser la comunicación celular, necesarios tanto para su
crecimiento armónico como para la finalización del mismo en una forma definitiva. Esta fusión de ideas es la que ha llevado a nuestro doctorando a retomar el concepto clásico de
entelequia.
Durante este desarrollo de su mente aventurera, como tildara su amigo Alain Ghysen, el
Prof. García-Bellido ha venido proponiendo diversos modelos teóricos. En primer lugar y
junto a Ginés Morata y Pedro Ripoll, propuso la teoría de compartimentos, artículo con más
de 600 citas por el que fue candidato al Premio Nobel en 1979. Con posterioridad, nuestro
doctorando ayudó a ordenar los genes del desarrollo dentro de una jerarquía de activaciones, estableciendo el modelo de sintagmas como extensión del concepto ruta del desarrollo , o developmental pathway, de su maestro Edward Lewis. Estos modelos han sido relevantes porque han permitido comprender la realización del desarrollo como el resultado de
un programa genético, de una causa eficiente.
A continuación, nuestro invitado estudió la función de estos sintagmas en la comunicación celular usando el método de irradiación. Primero y en colaboración con diversos colaboradores, entre los que se encuentran José Félix de Celis y este padrino, fue perfilando un
modelo sobre la inhibición lateral que en su versión actual describe cómo los genes del
complejo achaete-scute controlan la ruta de Notch durante el desarrollo del sistema nervioso periférico. A continuación el modelo de refuerzo-extinción , con Juan Botas y Carlos Cabrera, y finalmente su último modelo, el modelo de entelequia, como una extensión de todos sus modelos anteriores. En este modelo más definitivo se integran sus experimentos
sobre el reconocimiento celular, los mapas blastodérmicos, el análisis clonal, y el análisis genético del patrón de venación y del tamaño y forma del ala, estos últimos trabajos iniciados
por las tesis doctorales de Fernando Díaz-Benjumea, Marcos González-Gaitán y José Félix de
Celis. Un largo camino experimental que ha venido acompañado por una segunda nominación al Premio Nobel en 1995. Estos trabajos le permitieron no solo comprender mejor la
causa eficiente , sino también abordar el análisis de la terminación armoniosa del crecimiento y entender el control del tamaño y forma del ala como causa final .
Aunque García-Bellido propone en su modelo la llamada condición de Entelequia , para
describir la función del genoma activo tan sólo como causa final , también ayudó sustancialmente a entender dicho genoma activo como causa eficiente en su modelo de sintagmas y así comprender, mejor que nadie, el concepto original de entelequia del Estagirita,
como al fin nos explica en su último artículo científico publicado en 2009. Todo esto supone
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una verdadera actualización del conocimiento clásico, un nuevo punto de encuentro
entre filosofía y biología descubierto por una mente aventurera que desde su familia de
formación humanística se adentró en el proceloso mundo de las ciencias de la vida.
A esta tarea genética enorme se han unido muchos más estudiantes, a quienes pido perdón por no nombrarlos, cuyas líneas de investigación extienden estos avances a disciplinas
como la Biología Molecular o la Biología Celular, o bien aplican estas estrategias al mejor conocimiento del desarrollo de otros órganos de Drosophila u otras especies animales o vegetales. En las mejores universidades, podemos encontrar a estos discípulos, o a otros investigadores inspirados por nuestro invitado, que van reforzando su escuela en todo el mundo.
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Estas nuevas concepciones, además, están trascendiendo al ámbito del desarrollo de los
organismos, siendo la medicina, la neurobiología o la teoría de la evolución, tema sobre el
cual el profesor nos hablará hoy, disciplinas que se están nutriendo de esta tarea investigadora. Algunos de los genes descubiertos, y estudiados por este investigador pionero, están
siendo utilizados como indicadores moleculares en el estudio de enfermedades humanas,
como pueda ser el cáncer, o han sido asociados a posibles procesos evolutivos de organismos animales. Igualmente, esta estrategia experimental ha precedido al desarrollo de importantes protocolos médicos como los incluidos en la llamada terapia celular.
Las aportaciones de Don Antonio García-Bellido, por último, están sirviendo para mejorar
la docencia e impulsar la fundación de nuevos centros de investigación. Sus resultados aparecen en los mejores libros de texto tales como son Genetics de Strickberger, Molecular
Biology of the Gene de James Watson y colaboradores, o Molecular Biology of the Cell de
Bruce Alberts y colaboradores. Además, el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo de Sevilla fue fundado por Don José Becerra Ratia, Director de nuestro Departamento proponente, en colaboración directa con Antonio. Por último, Don Ramón Muñoz-Chápuli y Don José
María Pérez Pomares del Departamento de Biología Animal de nuestra Facultad de Ciencias,
o Don Diego Franco Jaime, profesor de la Universidad de Jaén y antiguo alumno de nuestra
Universidad, son miembros activos de la Sociedad Española de Biología del Desarrollo que
fundara y dirigiera nuestro admirado profesor.
Anecdóticas quedarán las múltiples ocasiones en que profesores de nuestra Universidad
han conversado con nuestro invitado o que este humilde padrino haya presentado esta
Laudatio para honrar a su insigne maestro de genética del desarrollo y a la tarea enorme
que ha venido realizando. Por todas estas razones, y con la firme convicción de que su pertenencia al cuerpo de doctores de la Universidad de Málaga también realzará nuestra propia
seña de identidad, este profesor titular solicita se proceda a investir al Excelentísimo Sr. Don
Antonio García-Bellido y García de Diego con el supremo grado de Doctor Honoris Causa
por la Universidad de Málaga.
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Determinismo o contingencia en Biología
Discurso del Acto de Investidura de Doctor Honoris Causa por la Universidad de Málaga
19 de Marzo de 2015
Antonio García-Bellido
A mi nieta Sara, neurobióloga en ciernes
Hace algunos años en una ocasión como
esta, hablé sobre dualismos en Biología. Esta
dialéctica se repite en la historia porque ante la
falta de datos objetivos la mente de los investigadores tiende a tomar posturas opuestas para
provocar diálogo y de ahí luz. El tema que nos
ocupará hoy es uno de los más controvertidos:
“determinismo o contingencia”. En el origen de
las reflexiones humanas, un aforismo de Demócrito (siglo V a.C.) “Todo lo que existe en el universo es fruto del azar y la necesidad”, llevó al título
de un discurso inaugural en el College de France
y un libro de 1970 por Jacques Monod que reabrió la cuestión. Muchos fi lósofos y científicos
han tratado de sopesar el papel que el azar y la
necesidad juegan en nuestras vidas y pensamientos, qué decisiones tomadas por nosotros
son fruto de nuestro libre albedrío y cuáles son
definidas por las leyes del universo, o de la causalidad objetiva. Es un debate en los fundamentos de nuestro juicio sobre la naturaleza causal
del mundo.
Yo me ceñiré aquí a los aspectos científicos y
epistemológicos de la dualidad “determinismo o
contingencia” en Biología, particularmente en
evolución y desarrollo ontogenético de los seres
vivos. Adelanto las conclusiones. Azar y necesidad son dos aspectos antagónicos del mundo
objetivo que queremos entender. Entender se
sustenta en el principio de causalidad, donde no
hay causa sin efectos, significado sin significante, ni interpretación fuera de un contexto. Así, el
átomo de oxígeno arranca electrones del núcleo
de hidrógeno, dando H2O, y del de carbono,
dando CO2, originando moléculas muy diferentes en sus funciones a través de una misma operación. Cualquier función de una estructura orgánica depende tanto de las interacciones entre
sus elementos constituyentes como de las interacciones que establece con otras estructuras de
nivel de complejidad parecido. Son estas funciones las que han llevado a dichas estructuras a
niveles crecientes de complejidad durante su
evolución.
El mundo prebiótico: selección
molecular
Para Darwin y Wallace, la variación interna a
los organismos, sabemos ahora de tipo mutacional, era seleccionada por un mundo externo
más o menos estructurado, esto es, determinado, cuyo orden se vuelve determinante para los
organismos. La evolución resultaba de la selección acumulada de variantes favorables para la
supervivencia y la reproducción del individuo.
Pero ellos se referían a organismos que vivieron
después del Cámbrico. ¿Qué se podría decir de
organismos que vivieron antes? Si incluimos en
la definición de evolución la generación progresiva de complejidad, es claro que el inicio de los
metazoos y las metafitas está muchos millones
de años antes de que apareciesen, durante la
evolución prebiótica. El término “evolución prebiótica” se refiere a la generación de especies
moleculares que van aumentando gradualmente su complejidad. ¿Cuáles eran las fuerzas que
dirigían esta temprana evolución antes de que
los individuos definidos genéticamente y las
progenies de ADN apareciesen? ¿Qué mantenía
la estabilidad de las especies moleculares en el
mundo prebiótico? ¿Qué las condujo al cambio
hacia especies más complejas? Las respuestas a
estas cuestiones pertenecen al mundo de la
termodinámica y la química física.
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La naturaleza selectiva de los mecanismos
que generaron cambios en complejidad durante
la evolución prebiótica se nos escapa, ya que
preceden a la acción de la “selección natural”. Al
no estar sustentados en genomas cambiantes,
sino en propiedades de moléculas que posiblemente permitían interacciones más energéticas
y generaban combinaciones más estables, sólo
podemos especular que quizás las moléculas
más eficaces, más resistentes al cambio y energéticamente más ricas, fueron las que condujeron a un progresivo aumento de la complejidad
química.
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La noción establecida contempla la evolución biótica como una secuencia lineal que se
diversifica en ramas con el tiempo. Por el contrario, la consideración de sus orígenes, de sus etapas iniciales, sugiere que resultan de la integración de elementos independientes cuyas propiedades eran idóneas para generar mayores
grados de complejidad. Para eso las especies
químicas podían haber hecho uso inicialmente
de energías que estaban en los enlaces de las
sales, por ejemplo, y más tarde hacer uso de
otras fuentes energéticas, como los fotones, que
llevarían a más variaciones moleculares. Evolución y vida podrían haber sido primeramente un
simple problema de potenciales Redox, de intercambio de protones y electrones, que más
tarde se convierte en una cuestión de estructuras (formas) que se acoplan con otras estructuras para generar complejos de mayor orden. El
andamiaje de este primer edificio se mantiene y
evoluciona por “reconocimiento molecular” entre estructuras moleculares. Pero a la vez, este
reconocimiento limita el número de interacciones.
En los comienzos, habrían sales inorgánicas y
otros compuestos simples con energías de ligamento que se usaron para reacciones químicas de los átomos de C, H, O y N, abundantes
tanto en la tierra primitiva como en otros planetas. Estos átomos tienen múltiples valencias que
les permiten generar moléculas complejas. Estas
reacciones, en una sopa de radicales libres, se
usaron para construir nuevos compuestos y polímeros conectados por enlaces iónicos, covalentes, puentes de hidrógeno y fuerzas de van
der Waals. Se formaron en un substrato de materiales, que como las piritas, actuaron como
instrumentos catalíticos (favoreciendo el intercambio de electrones). Fueron seleccionados
posiblemente para conseguir moléculas más
estables y energéticas, así como más complejas
y versátiles. En este sentido, se puede decir que
la vida empezó en la tierra cuando el orden
químico sujeto a reacciones exotérmicas superó
al desorden estadístico y local. A partir del momento en que la entropía positiva predominante evoluciona en negativa, hace cuatro mil millones de años, el determinismo se impone y se
hace irreversible.
Muchas moléculas complejas se encuentran
en meteoritos que vienen del espacio exterior,
pero cuyo origen es común con el de la tierra.
Estas moléculas, tales como azúcares, aminoácidos, nucleótidos, grupos pirrólicos y hemo (base
de la clorofila y la hemoglobina) y lípidos, posiVol.8 ¦ Nº 154
blemente se forman en estos meteoritos porque
sus condiciones de origen fueron similares a las
condiciones de la tierra primitiva. Esta constancia, refuerza la posible universalidad de esta hipótesis. Posiblemente, lo que llamamos selección natural en el mundo prebiótico consista en
la amplificación de lo más eficiente, ya que la
base de todas las transacciones energéticas se
derivara directamente de principios termodinámicos. Las reacciones químicas más eficientes
serán la base de los procesos catabólicos y
anabólicos que se mantendrán más tarde en el
contexto de células, ahora con la participación
de ARN y proteínas para aumentar su velocidad,
especificidad y eficiencia.
Las proteínas, actuando como enzimas, tienen grupos prostéticos, restos de metales con
actividad catalítica, como Fe, Mn, Mg, Ca, Zn,
etc. que permiten el fl ujo de electrones para
realizar la catálisis y que provienen de las sales
de la sopa primigenia. Las proteínas portadoras
de estos grupos metálicos sirven para reconocer
el sustrato sobre el que van a actuar. Para la mayoría de estas reacciones metabólicas las moléculas interactivas tienen que acoplarse, por “reconocimiento molecular”. De esto, encontramos
un buen ejemplo en la quiralidad de sales, azucares y aminoácidos.
En un mundo químico, con formas racémicas
– mezclas de formaciones quirales L o D- surge
la exclusividad de una de estas formas. Los mecanismos que llevan a tal asimetría son posiblemente resultado de irradiación de luz circularmente polarizada en meteoritos o sobre la faz
de la tierra, que favorece la eliminación de las
formas D o L respectivamente. Puesto que todos
los aminoácidos son L y todos los azucares D, es
posible que deriven, dentro de cada tipo, de
transformaciones de unos en otros a través de
reacciones catalizadas por enzimas que son
también asimétricas. Así las formas quirales exclusivas L ó D siguen posiblemente un principio
“fundador”, que consiste en la amplificación de
los primeros elementos que emergieron accidentalmente y desplazaron a los alternativos. El
azar determinaría primero la abundancia de los
elementos fundadores, y una vez establecida
una preponderancia, ésta se potenciaría hasta
convertirse en exclusividad.
La misma explicación puede aplicarse a la
existencia de solo cuatro nucleótidos en el
mundo ADN/ARN y a la presencia de sólo veinte
aminoácidos en las proteínas. Estos fueron elegidos de entre una gran variedad de nucleótidos y aminoácidos presentes en la sopa primi-
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genia. Los cuatro nucleótidos (A, G, C, T y en su
lugar U en el ARN) y los veinte aminoácidos seleccionados, sea o no esta selección al azar,
permanecerán invariantes en evolución. Las
combinaciones de tres nucleótidos (tripletes)
designando los diferentes aminoácidos también
son invariantes, es el “código genético” universal
y en origen posiblemente siguen un mismo
efecto fundador. La selección es en este punto
igualmente contingente, y permite después la
amplificación de las moléculas inicialmente prevalentes. ¿Son estos sucesos resultado de procesos contingentes o de una necesidad determinada por leyes termodinámicas? No lo sabemos.
Azar y necesidad aparecen como caras de la
misma moneda, aspectos de una realidad que
se necesitan mutuamente.
Para los seres vivos actuales, se ha establecido un dogma por el que la información lineal de
los nucleótidos del ADN se transcribe en sus
complementarios homólogos en el ARNm, y en
las cadenas lineales de aminoácidos unidos por
enlaces peptídicos primero, y en estructuras tridimensionales únicas y específicas, a continuación. Los enlaces peptídicos son eléctricamente
neutros, pero perpendicularmente a ellos salen
las cadenas laterales de los aminoácidos, que
pueden estar cargadas electrostáticamente y
esto fuerza el plegamiento de estas cadenas
peptídicas sobre sí mismas, dando así forma a la
proteína. La secuencia lineal de aminoácidos
determina la estructura terciaria específica de
cada proteína, definiendo con ello su repertorio
de interacciones moleculares. Las cadenas laterales actúan como sensores durante este reconocimiento molecular y son los responsables de
tanto la actividad enzimática sobre las reacciones químicas, como del reconocimiento molecular necesario para la formación de complejos
moleculares entre proteínas, entre proteínas y
lípidos, y entre proteínas y ADN, que más tarde
permitirán los procesos de regulación génica.
Gracias al reconocimiento molecular, también se ensamblaron las estructuras de los orgánulos celulares y con ello aparecieron sus
funciones. Pero de entre todos, la traducción de
la secuencias del ADN y ARN en secuencias aminoacídicas es posiblemente el evento más decisivo de la evolución. No entendemos, por su
complejidad, cómo pudo surgir, pero posiblemente resultó del acoplamiento secuencial de
elementos ya existentes. El hecho de que hoy
esté muy conservado en los organismos que se
han estudiado, ha llevado a concluir que debió
tener un origen único, del cual se ha derivado el
estado actual. Pero hay suficientes datos para
ponerlo en duda, como la existencia de virus
bacterianos, y de animales y vegetales que usan
un código genético algo distinto. Hay virus, los
retrovirus, que sintetizan una enzima, la transcriptasa inversa, que convierte el ARN en ADN,
violando el dogma. Así pues el ARN, de única
banda, podría haber antecedido al ADN y los
ARNt haber sintetizado aminoácidos y luego
péptidos, antes de la aparición del ARNm que es
un producto directo del ADN. El ADN ha podido
ser el resultado de la formación en doble banda
de ARN, que fueron seleccionados luego como
portadores de la información hereditaria por su
mayor estabilidad química. Estamos en el mundo exploratorio de hipótesis verificables sobre el
origen del proceso que lleva a la síntesis de proteínas. La ocurrencia de un tipo de herencia en
los seres vivos como lo que se llama código genético puede ser el resultado, de nuevo, de un
“efecto fundador”; un proceso de azar seguido
por otro de determinismo.
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La célula procariótica: de la
primera a la tercera dimensión
¿Cuál es la sucesión de procesos que van
desde las interacciones entre átomos a la generación de moléculas complejas y luego a su ensamblaje en células? ¿Cómo se acoplaron esos
procesos para formar las primeras células bacterianas? De nuevo la respuesta es que no lo sabemos, ya que consisten en acoplamientos múltiples entre muchos elementos. Tan sólo podemos decir que, una vez iniciados los acoplamientos moleculares apropiados, estos se mantendrán invariantes en animales y plantas en
forma de ADN y ARN diferentes, enzimas y complejos proteicos diferentes, estructuras híbridas
compuestas de ARN y proteínas, como es el caso
de los ribosomas, y estructuras membranosas
muy específicas.
Las células bacterianas contienen todos los
elementos para el metabolismo, la reproducción
y la constancia de las formas biológicas. Aunque
“la trasmisión horizontal” puede transformar,
con segmentos de ADN, la constitución genética de otras bacterias, las especies de bacterias
actuales son identificables. Así, el acervo genético de bacterias es intercambiable y da lugar a
variación y eventualmente a su asociación en
simbiosis, pero a pesar de esta promiscuidad
genética, los grupos de bacterias son distinguibles y categorizables, ya que difieren en sus
componentes: genes, membranas y estrategias
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reproductivas, así como en las fuentes de energía que utilizan y en las estructuras morfológicas a las que dan lugar. A esta trasferencia horizontal de ADN se suma el intercambio sexual,
hecho que permite añadir aún más variación.
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El ambiente de las bacterias primitivas era
fundamentalmente anaeróbico, no había O2. La
oxidación venía de la captura de electrones en
sales, tales como el sulfuro de hidrógeno, los
óxidos de hierro y otros equivalentes, que tras
diversas reacciones generaban compuestos carbonados, como puedan ser los piruvatos, que
inician el ciclo de Krebs para regular finalmente
tanto la degradación como la síntesis de azúcares, aminoácidos, lípidos y ATP. Este último, la
adenosina trifosfato, es un compuesto rico en
enlaces de fósforo altamente energéticos que
actúa de reserva energética en reacciones metabólicas. Estas reacciones de síntesis, llamadas
anabólicas, podrían haber ocurrido espontáneamente al principio y con la ayuda de enzimas proteicas más tarde. La respiración, cuantitativamente hablando, llega en evolución más
tarde, usando el O2 proveniente de la ruptura
del H2O por fotosíntesis oxidativa, como ocurría
en cianobacterias. Hay varios tipos de clorofilas,
pero todos contienen porfirinas, que son compuestos pirrólicos también presentes en meteoritos. La fotosíntesis usa la energía de los fotones
de la luz solar para sacar los electrones del H2 y
transferirlos al O2 que se libera en grandes cantidades a la atmósfera. Esto ha convertido el
mundo prebiótico anaeróbico en el mundo oxidativo actual. En las reacciones de la fotosíntesis
aparecen azúcares y más moléculas de ATP. Este
mundo altamente oxidativo da lugar a la riqueza de compuestos que encontramos en las células eucarióticas.
Las bacterias han descubierto y explorado la
gran diversidad de orgánulos que compondrán
las células eucarióticas y el suministro energético que las mantiene vivas. Han fi jado estructuras como membranas, núcleos, ribosomas, fla gelos, etc. que permanecerán en sus descendientes.
La célula eucarionte y la cuarta
dimensión
El escenario más probable para explicar la
aparición de la célula eucariótica es que surgieran de la fagocitosis y subsiguiente simbiosis de
diferentes bacterias. ¿Cómo se acoplaron respiración, oxidación y fotosíntesis en estos simVol.8 ¦ Nº 154
biontes? Archea, bacterias con mitocondrias,
plástidos que contienen clorofilas para diferentes tipos de fotones con distinta longitud de
onda, fl agelos, reproducción por esporas y diploidía, son previos y antecedentes de la vida
eucariótica. Las bacterias, que ya tienen cromosomas, genes, funciones enzimáticas y un código genético que permanecerá constante en los
seres vivos, son las que en su diversidad han
creado el mundo viviente, y desde este momento, la única salida a este potencial será llevarlo a
cabo.
Datos de secuencia de nucleótidos de DNA
revelan que hace menos de tres mil millones de
años tuvo lugar la simbiosis entre diferentes
procariontes: especies de archea y cianobacterias de linajes diferentes se integran en la célula
eucarionte. Archea constituyeron las bacterias
madre que se convirtieron en el núcleo eucariótico y muchos tipos de membranas. Las mitocondrias provienen de algunos tipos de arquebacterias. Las cianobacterias evolucionan en los
plástidos con sus tipos de clorofilas, presentes
en algas y plantas, que supusieron la aparición
de nuevas fuentes de energía provenientes de
los fotones del sol. Con estos simbiontes, la célula eucarionte aumenta el volumen unas 10.000
veces. El acoplamiento funcional de estos orgánulos con sus núcleos requerirá después una
complicada acomodación de sus correspondientes genomas. Tras estos cambios siguen
otros que encontramos en eucariontes. Unos
llevarán a cambios transcendentes en los mecanismos de regulación génica y a la diferenciación celular. Otros, a la multicelularidad de animales y plantas, permitiendo generar una cuarta
dimensión caracterizada por espacios morfogenéticos y tiempos fisiológicos.
A diferencia de la célula procariótica, donde
el DNA está desnudo en el núcleo, en la célula
eucariótica el DNA se apoya en histonas, configurando la cromatina. Estas son proteínas básicas en las que se activan o reprimen los genes.
Esta activación ocurre sobre secuencias de DNA
llamadas “enhancers” (potenciadores) que modulan la expresión del gen adyacente. La cromatina tiene secuencias de ADN, espaciadas y separadas, que codifican para proteínas, los genes,
y secuencias no codificantes fuera y dentro de
estos genes. Estas secuencias fuera y dentro de
genes, pueden ser largas, aún más que las secuencias codificantes. Y pueden ser reconocidas
por complejos de proteínas activadoras, los “factores de transcripción”, codificados por otros
genes en el genoma. Las regiones cis-reguladoras pueden ser muy complejas, de miles de nu-
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cleótidos con unos 200 módulos de unos diez
nucleótidos distribuidos entre los genes, con los
que éstos registran las múltiples señales de factores de transcripción de genes reguladores.
Hasta aquí su estructura. Ahora veremos
cómo opera. Estas regiones forman lazos de
DNA que interactúan sobre secuencias cis-reguladoras o entre cromosomas homólogos y aún
con secuencias en otros cromosomas. Mutaciones en estas regiones inactivan el gen, pero sólo
en la expresión que éste muestra en territorios o
células específicas, en los dominios que los potenciadores definen. Son así específicas del estadío del desarrollo y de la región del embrión
donde el gen se expresa. Estas regiones cis-reguladoras operan como genes. Corresponden a
los pseudoalelos de sistemas complejos como
los del gen Ultrabithorax (los alelos bithorax,
postbithorax y bithoraxoid) y los del complejo
achate-scute y lethal de scute. En estas combinaciones, una configuración activadora se unirá a
la RNA polimerasa II, una vez presente en el
promotor, y activará la transcripción del gen.
Estas configuraciones tridimensionales aparecen como lazos, cambiantes en el tiempo, que
emanan del promotor y deciden su estado de
activación o represión. En estos complejos participan histonas, que metiladas o acetiladas, representan la inercia estructural para mantener
estados de activación tras la división celular.
Esta es el sustrato estructural de un fenómeno conocido desde antiguo en embriología
experimental que definía estados de “determinación embrionaria”. En experimentos de trasplantación de territorios embrionarios, éstos se
podían desarrollar como dependientes de su
origen o como dependientes de su nueva posición; “Herkunft oder Ort gemäss” (H. Driesch) Las
cadenas causales de sucesivas determinaciones
embrionarias son el fundamento de las diferenciaciones sucesivas de células en el desarrollo.
La estructura molecular que lo sustenta define
pues combinatorias de regiones que permitirán
activar genes específicos en linajes embrionarios.
Mientras el número de genes permanece
bajo y constante durante la evolución (por
ejemplo, 5-10.000 en bacterias, pero sólo 13.000
en Drosophila y 20.000 en mamíferos, siendo
además funcionalmente intercambiables entre
especies), el número y diversidad de las regiones potenciadoras y sus módulos, que determinan dónde y cuándo se expresan los genes, aumenta. Sabemos que existen genes que codifican para proteínas estructurales, como aquellas
que forman el citoesqueleto, o enzimas metabólicas, pero más llamativos son los genes que especifican espacio embrionario: como anterior o
posterior, dorsal o ventral. Estas propiedades
topológicas se manifiestan tanto en los segmentos, como en los tejidos u órganos que caracterizan los organismos. Estas señales abstractas se
implementan por la actividad de genes subsidiarios que definen estas estructuras vía secuencias potenciadoras.
La resolución que muestran las diferencias
que determinan las combinaciones de secuencias potenciadoras varía desde un ámbito de
una o muy pocas células a regiones mayores,
como son los territorios o los “compartimentos
clonales”. En todos los Bilateria, la precisión espacial de estas combinaciones en los linajes celulares es tal que determinan regiones embrionarias específicas donde la expresión de índole
territorial de genes tales como los “selectores”
pueden definir todas y cada una de las células
de un segmento, o de un sub-segmento, a lo
largo del eje anterior-posterior, o de diversos
histotipos a lo largo del eje dorso-ventral, como
ocurre después de la gastrulación. Estos genes
selectores regulan la actividad de otros subsidiarios (los llamados “realizadores”) que definen
el comportamiento celular, los patrones de diferenciación y el tamaño y forma de los órganos.
Estas jerarquías de genes han permitido la especificación de esta cuarta dimensión en evolución. De este modo, hay genes que especifican
hojas embrionarias, órganos o sistemas, como el
ojo, el endodermo, el digestivo y posiblemente
la notocorda. Así, los organismos pudieron aparecer al principio de los metazoos, en el Cámbrico, como quimeras de territorios que se combinaron en diferentes maneras en las especies de
las distintas filogenias de animales que hoy son
fósiles. Efectivamente, al comparar las secuencias de estos genes que definen topología o histotipo en especies actuales, éstas se encuentran
altamente conservadas.
Conclusiones
La vida se puede representar como una sucesión de procesos que llevan desde interacciones
entre átomos a células, y a organismos multicelulares, aumentando considerablemente los niveles de complejidad de organización. Los diferentes cambios de nivel de complejidad van
asociados a pasos que resultan de interacciones
entre elementos, realizadas al azar (como la apa-
Vol.8 ¦ Nº 154
53
rición de la transcripción del ADN en ARN o la
simbiosis de bacterias en eucariontes y su asociación en organismos multicelulares). Estos pasos resultan ser la base de mecanismos más y
más complejos y operan desde entonces como
necesidad, quedan determinados por la naturaleza de las funciones y operaciones implicadas.
Así, por ejemplo, el código genético, una vez
establecido, se hace invariante y universal. En
estos procesos, la evolución parece el resultado
de elección contingente entre muchas alternativas. Pero con la evolución se definen los pasos
concretos del desarrollo de los organismos,
desarrollos que son, sin embargo, programáticos, es decir, altamente deterministas.
54
Con el aumento en complejidad, la evolución
ha pasado de usar al principio reacciones de
Vol.8 ¦ Nº 154
pocos grados de libertad entre moléculas a usar
procesos de altos grados de libertad, como la
homeostasis y la tolerancia al ruido. Intervienen
aquí, entre otros, la iteración, las combinatorias
de elementos, la modularidad y la redundancia.
De la entropía positiva de fondo se ha pasado a
la negativa, y a un creciente orden, simplemente
usando energía del entorno. Ésta carece de información estructural pero las nuevas condiciones disipan dicha energía en estructuras cada
vez más complejas. Tanto para las tres primeras
dimensiones, como para la cuarta que propongo, el dilema, determinismo o contingencia, se
resolverá cuando la lógica de la vida en la Tierra
se compare con la de otras vidas en otros planetas.
Primavera 2015
Biología y Literatura
Dr. Arrowsmith de Sinclair Lewis
Ramón Muñoz-Chipuli
Catedrático del Departamento de Biología Animal, Facultad de Ciencias, Universidad de Málaga
[email protected]
¡Qué escasos son los biólogos héroes de ficción, protagonistas de novelas o películas! Por
algún extraño motivo psicosociológico, cuando
aparece algún científico en la literatura o el cine,
casi siempre pertenece a alguna de estas categorías: 1) megalómano empeñado en conquistar el mundo, 2) obsesionado por sus propias
creaciones y frecuentemente destruido por
ellas, 3) simplemente ridículo. Ejemplos hay a
montones, desde el Dr. Jekyll hasta el Dr. Mabuse pasando por el profesor chiflado. Por supuesto hay (pocas) biografías de científicos llevadas
dignamente a la pantalla o a la literatura, como
las de Pasteur o Koch, pero es infinitamente más
fácil encontrar criminales que científicos en bibliotecas y videoclubs.
Por ello, sin pretender inaugurar una nueva
sección de Encuentros en la Biología, pero con
cierta ilusión porque así sea, escribimos hoy un
comentario sobre una interesante novela cuyo
protagonista es un médico dedicado a la investigación microbiológica. Se titula El doctor
Arrowsmith (1925), y su autor es el escritor estadounidense Sinclair Lewis (1885-1951). Dr.
Arrowsmith es una novela notable por muchas
razones. Probablemente es la primera obra de
ficción protagonizada por un científico del ámbito de la Biomedicina. La novela recorre la vida
de Martin Arrowsmith, su paso por la Universidad y su decepcionante carrera en la medicina
privada y la sanidad pública para, fi nalmente,
consagrarse a la investigación científica, su auténtica pasión. En la novela se plantean cuestiones sobre el modelo sanitario público, sobre la
Medicina entendida como práctica puramente
lucrativa, la investigación básica frente a la investigación aplicada, los "medicamentos milagro", dilemas éticos… Temas de total actualidad
pero que Sinclair Lewis aborda hace casi un siglo. En la trama aparecen también las expectati-
55
Sinclair Lewis
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vas ante la naciente ciencia de la Inmunología,
el esfuerzo por conocer la naturaleza de los anticuerpos, los primeros ensayos de quimioterapia, y especialmente las perspectivas provocadas por el descubrimiento de los bacteriófagos
como posible terapia contra las infecciones. Recordemos que esta novela fue publicada muchos años antes de que se generalizaran los tratamientos con antibióticos. Curiosamente la terapia fágica de las infecciones parece cobrar
nueva relevancia, como prueba el proyecto del
Centro Nacional de Biotecnología financiado
por la Fundación Bill y Melinda Gates hace tres
años (http://www.cnb.csic.es/index.php/es/informacion-cientifica/noticias/378-el-cnb-recibefinanciacion-de-los-grand-challenges-explorations.html).
Dr. Arrowsmith fue galardonado con el Premio Pulitzer en 1926, aunque Lewis lo rechazó,
al parecer molesto por algunas maniobras que
le habían impedido recibir el mismo premio por
su anterior novela, Calle mayor. No obstante, el
Nobel de Literatura concedido en 1930 le consagró como uno de los novelistas anglosajones
más importantes del siglo XX. La novela fue llevada al cine en 1931 por John Ford, con Ronald
Colman en el papel de Martin Arrowsmith. Obtuvo cuatro nominaciones a los Oscar, incluyendo al de mejor película.
Sinclair Lewis desarrolla ideas y conceptos
científicos con una sorprendente soltura. Esto se
debió sin duda a que fue asesorado por el microbiólogo y escritor Paul de Kruif (1890-1971),
autor del excelente y popular ensayo Cazadores
de microbios (1926), una obra clásica que ha inspirado a generaciones de médicos y biólogos.
De hecho, su colaboración en Dr. Arrowsmith fue
tan decisiva que finalmente se acordó que recibiera el 25% de los derechos de autor de la obra.
Una curiosidad final de Dr. Arrowsmith es que
uno de sus personajes, el Dr. Max Gottlieb, está
inspirado en el biólogo estadounidense, de origen alemán, Jacques Loeb (1859-1924), uno de
los científicos más importantes de su época, varias veces nominado para el Premio Nobel. Max
Gottlieb representa en la novela la pasión por la
investigación y el conocimiento científico desinteresado. En un pasaje inolvidable, que reproducimos a continuación, Gottlieb recibe al joven
Martin Arrowsmith en un instituto de investigación y le explica qué significa ser científico. Ojalá
que estas palabras sirvan de inspiración para los
estudiantes lectores de Encuentros en la Biología
y les animen tanto en su carrera como en su
afán de leer buena literatura:
Jacques Loeb
Paul de Kruif
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"Ser un científico… No es solo un
trabajo distinto, de manera que un
hombre podría elegir entre ser un
científico o ser explorador o vendedor
de acciones o médico, rey, o labrador.
Es una mezcla de emociones muy oscuras, como el misticismo, o querer escribir poesía; hace a su víctima completamente distinta del buen hombre
normal. El hombre normal no se preocupa mucho de lo que hace, solo de
que debe comer y dormir y hacer el
amor. Pero el científico es profunda-
Primavera 2015
mente religioso… es tan religioso que
no aceptará cuartos de verdad, porque
son un agravio para su fe.
Para él todo debería estar sometido
a leyes inexorables. Se opone por igual
a los capitalistas que piensan que su
estúpido acaparamiento de dinero es
un sistema y a los liberales que piensan que el hombre no es un animal de
pelea; considera al promotor empresarial estadounidense y al aristócrata
europeo y desdeña toda su palabrería.
¡La desdeña! ¡Toda ella! ¡Odia a los
predicadores que explican sus fábulas,
pero no es demasiado amable con los
antropólogos y los historiadores que
solo pueden hacer conjeturas, y sin
embargo tienen el descaro de llamarse científicos! ¡Oh, sí, es un hombre al
que toda la gente afable y de buen corazón debería naturalmente odiar!
Se opone por igual a los ridículos
quiroprácticos y curadores por la fe
que a los médicos que nos quieren
arrebatar nuestra ciencia antes de
que pase por las pruebas que ha de pasar y corren de aquí para allá, convencidos de que curan a la gente y
desbaratan todas las claves con sus
pisadas; y más aún que a los hombres
que son como cerdos, más aún que a
los idiotas que ni siquiera han oído
hablar de la ciencia, odia a los pseudocientíficos, a los presuntos científicos, como esos psicoanalistas; y aún
más que a esos cómicos científicos del
sueño odia a esos hombres tan populares a los que se les da acceso a un
reino limpio como la biología y que lo
único que conocen es un manual y
cómo discursear ante bobalicones. Él
es el único revolucionario auténtico,
el científico auténtico, porque solo él
sabe lo poco que sabe.
No debe tener corazón. Debe vivir
iluminado por una luz clara y fría.
Sin embargo, hay una cosa curiosa: en
realidad, en privado, no es frío y sin
corazón… es muchísimo menos frío
que los Optimistas Profesionales. El
mundo ha estado gobernado siempre
por los Filántropos: por los médicos que
quieren utilizar métodos terapéuticos
que no comprenden, por los militares
que quieren algo de lo que defender a
su país, por los predicadores que quieren hacer que todo mundo les escuche,
por los buenos fabricantes que aman a
sus trabajadores, por los estadistas elocuentes y los escritores de tierno corazón… ¡y fíjate en qué bonito embrollo
infernal han convertido el mundo! ¡Es
posible que esta sea precisamente la
época del científico, que trabaja e investiga y nunca anda por ahí gritando lo mucho que quiere a todo mundo!
Pero recuerda siempre que no todos
los hombres que trabajan en ciencia
son científicos. ¡Lo son muy pocos! Los
demás son… ¡secretarios, agentes de
prensa, simpatizantes! Ser un científico es como ser un Goethe: es algo que
nace contigo. A veces creo que tú tienes
un poco de ello que nació contigo. Si
lo tienes, solo hay una cosa… no, hay
dos cosas que debes hacer: trabajar el
doble de lo que puedas y no dejar que
la gente te utilice. Procuraré protegerte del Éxito. Es todo lo que puedo hacer. En fin… debería desear, Martin,
que seas muy feliz aquí. ¡Que Koch te
bendiga!"
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La biología en la literatura
Juan Carlos Codina Escobar
Colaborador Honorario de la UMA en el Departamento de Microbiología. Profesor de EESS en el IES
Sierra Bermeja de Málaga.
[email protected]
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Seguramente todos los que lean este artículo habrán pasado por ese momento en la enseñanza secundaria en el que hay que elegir entre ciencias y letras. Una decisión que debería ser
estudiada y meditada a fondo, pues hay muchas enseñanzas de las letras necesarias para las
ciencias y, a la inversa. Parece como si al llevar a cabo dicha elección uno descartase de forma
total la otra opción. Nada más lejos de la realidad, y así nos encontramos con científicos que
saben bastante de historia, de latín o de literatura. Por otro lado, hay que saber vehicular lo que
uno quiere decir por medio de la lengua. No es de extrañar que en los últimos tiempos en la
enseñanza secundaria se esté primando mucho la elaboración de verdaderos proyectos lingüísticos de centro en cuyo diseño participan todas las áreas, ciencias incluidas. Pero este trasiego no
es unidireccional y también se da el caso inverso pudiéndonos encontrar a muchos literatos que
incluyen en sus obras aspectos científicos. Uno se puede encontrar leyendo a esos escritores,
que inflaman nuestro alma e intelecto con sus palabras, con retazos y esbozos de aspectos científicos, aspectos que cubren la mayoría de las áreas de la Biología como podremos ver a continuación. Trozos de texto que pueden ser empleados en la enseñanza de la Biología en Educación Secundaria y en la mejora lingüística de los alumnos, añadiendo a ello la belleza en el uso
de las palabras.
Como introducción, podemos empezar con un poema de Oscar Wilde sobre la utilidad de la
ciencia a la que podríamos dar cumplida respuesta en la actualidad[1]:
What profit of this scientific age
burst through our gates will all its retinue
of modern miracles! Can it assuage
one's lover breaking heart? What can it do
to make one life more beautiful, one day
more godlike in its period?
Quizás donde más abundan las referencias científicas en la literatura es en la novela, pero
también se encuentran en la poesía y en el teatro. Es lógico que la mayor cantidad de citas se
den con respecto a las plantas y a los animales que aparecen en las obras literarias con insistente frecuencia. Sirva como ejemplo para la Botánica y la Zoología el siguiente fragmento de la
Odisea de Homero en el que se alude a plantas y animales [2]:
Ardía en el hogar un fuerte fuego, y el olor del hendible cedro y de la tuya, que en él se
quemaban, difundían por la isla hasta muy lejos, mientras ella, cantando con voz hermosa,
tejía en el interior con lanzadera de oro. Rodeando la gruta, había crecido una verde selva
de chopos, álamos y cipreses olorosos, donde anidaban aves de luengas alas; búhos, gavilanes y cornejas marinas, que se ocupan de cosas del mar. Allí mismo, junto a la honda
cueva se extendía una viña floreciente, cargada de uvas, y cuatro fuentes manaban, muy
cerca unas de las otras, dejando correr en varias direcciones sus aguas cristalinas. Veían
en contorno verdes y arenosos prados de violetas y apio …
En el Episodio Nacional Gerona, Benito Pérez Galdós hace una descripción detallada de los ratones que acosan al protagonista, aunque quizás confunda a la providencia con la adaptación evolutiva
[3]:
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¡Terrible animal! ¡Qué admirablemente le ha dotado Providencia
para que se busque la vida a despecho del
hombre, para que se defienda contra las agresiones de fuerza superior; para que venza obstáculos naturales; para que haga suyas las más
laboriosas conquistas humanas; para que mantenga su inmensa prole en lo profundo de la
tierra y al aire libre, en los despoblados lo
mismo que en las ciudades! La providencia le
ha hecho carnívoro para que encuentre alimento en todas partes; le ha hecho roedor para que
devore a pedazos lo que no puede llevarse entero; le ha dado ligereza para que huya; blandura
para que no se sientan sus alevosos pasos; finísimo oído para que conozca los peligros; vista
penetrante para que atisbe las máquinas preparadas en su daño, y agudo instinto para que con
hábiles maniobras burle vigilancias exquisitas y
persecuciones injustas. Además posee infinitos
recursos y como bestia cosmopolita, que igualmente se adapta la civilización que al salvajismo, posee vastos conocimientos de diversos
ramos, de modo que es ingeniero, y sabe abrirse
paso por entre tabiques para explorar nuevos
mundos; es arquitecto habilidísimo, y se labra
grandiosas residencias en los sitios más inaccesibles, en los huecos de las vigas y en los vanos
de los tapiales; es gran navegante y sabe recorrer a nado largas distancias de agua, cuando
su espíritu aventurero le obliga a atravesar lagunas y ríos; se aposenta en las cuadernas de
los buques, dispuesto a comerse el cargamento,
si lo dejan, y a echarse al agua en la bahía para
tomar tierra si le persiguen; es insigne mecánico, y posee el arte de transportar objetos frágiles y delicados, secretos de que el hombre no es
ni puede ser dueño; es geógrafo tan consumado, que no hay tierra que no explore ni región
donde no haya puesto su ligera planta, ni fruto
que no haya probado, ni artículo comercial en
el que no haya impreso el sello de sus dieciséis
dientes; es geólogo insigne y audaz minero,
pues si advierte que no disfruta de grandes simpatías a flor de tierra, se mete allí donde jamás
respiró pulmón nacido, y construye bóvedas
admirables, por donde entra y sale orgullosamente, comunicando casas y edificios, huertas y
fincas, con lo cual abre ricas vías al comercio y
destruye rutinarias vallas, y por último, es gran
guerrero, porque además posee mil habilidades
para defenderse de sus enemigos naturales,
cuando se encuentra acosado por el hambre en
días muy calamitosos, reúne y organiza poderosos ejércitos, ataca al hombre, y al fin si no
haya medio de salir del paso, estos ejércitos se
arman unos contra otros, embistiéndose con
tanto coraje como táctica, hasta que al fin el
vencedor vive a costa del vencido.
Las referencias a la Anatomía y a la Fisiología
también resultan abundantes, sobre todo en lo que
respecta al cerebro. Dos fragmentos nos darán una
visión de ello, el primero algo más literario a cargo de O. Wilde [4]:
Ya he dicho en Dorian Gray, que todos los
grandes pecados del mundo se realizan en el
cerebro. Y es que en el cerebro es donde se realiza todo. Ya sabemos que no vemos con la vista,
ni oímos con el oído. Que la vista y el oído no
son si no canales conductores, y más o menos
fieles transmisores, de las impresiones de los
sentidos. En el cerebro es donde está roja la
amapola y perfumada la manzana, y donde canta
la alondra.
Y el otro más científico por parte de Antonio
Muñoz Molina [5]:
Uno va por la calle y sin explicación se le
viene a la memoria una palabra o un fragmento
de conversación escuchados al pasar junto a un
zaguán hace veinte años, un cierto olor que lo
conmueve más aún porque no sabe a qué o a
quién pertenece; detrás del rostro, de la piel, de
los huesos, en el interior de la pulpa rugosa y
gris del cerebro, se han sucedido infinitesimales
fogonazos eléctricos sacudiendo a la velocidad
de la luz un laberinto arborescente de neuronas
cuyos fulgores alumbran brevemente el pasado y
nos permiten recordar aquello que no sabemos
que estamos recordando siempre...
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La genética tiene en las novelas de ciencia ficción ejemplos abrumadores, sobre todo en lo que
se refiere a ingeniería genética y a mutaciones.
Baste el siguiente extracto de todo un clásico, Un
mundo feliz de Aldous Huxley [6]:
Después se puso más técnico; habló de una
coordinación endocrino anormal que era la causa de que los hombres crecieran tan lentamente,
y sostuvo que esta anormalidad se debía a una
mutación germinal. ¿Cabía destruir los efectos
de esta mutación germinal? ¿Cabía devolver al
individuo Epsilon, mediante una técnica adecuada, a la normalidad de los perros y de las vacas?
Este era el problema.
Como es de esperar, las referencias a la Ecología
también resultan numerosas. Podemos fijarnos en
un clásico como Madame Bovary para hacernos
una idea en lo que al concepto de biodiversidad se
refiere [7]:
Lo primero que hacía era mirarlo todo despacio, por si algo había cambiado desde la última
vez que vino. Pero las digitales y las plantas de
mostaza silvestre estaban en el mismo sitio de
siempre, las ortigas rodeando los pedruscos y los
líquenes creciendo a todo lo largo de las tres
ventanas de postigos siempre cerrados que se
caían de puro podridos, desvencijados sobre sus
soportes de hierro enmohecido. Su pensamiento,
al principio sin rumbo fijo, vagabundeaba al
azar igual que lo hacía su perrita, que se ponía a
dar vueltas por el campo, ladrando en pos de las
mariposas amarillas, a la caza de musarañas o
mordisqueando las amapolas que crecían a orillas de un trigal.
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La Bioquímica, sobre todo en el maravilloso
mundo del "funcionamiento de la vida" ofrece
bonitos ejemplos, como el que se puede deducir
en el siguiente extracto de Memorias de Adriano
de Margueritte Yourcenar [8]:
Comer un fruto significa hacer entrar en
nuestro ser un hermoso objeto viviente, extraño, nutrido y favorecido como nosotros
por la tierra; significa consumar un sacrificio en el cual optamos por nosotros frente a
las cosas. Jamás mordí la miga de pan de los
cuarteles sin maravillarme de que ese amasijo pesado y grosero pudiera transformarse
en sangre, en calor, acaso en valentía. ¡Ah!
¿por qué mi espíritu, aun en sus mejores
días, sólo posee una parte de los poderes
asimiladores de un cuerpo?
60
El proceso de evolución también se abre paso
múltiples veces en el acerbo literario, donde destaca este pequeño poema de Jules Laforgue [9]:
La vie éclôt au fond de mers des premiers
âges.
monades, vibrions, polypiers, coquillages.
Puis les vastes poissons, reptiles, crustacés,
raclant les pins géants de leurs dos cuirassés.
Puis la plainte des bois, la nuit sous les
rafales.
les fauves, les oiseaux, le cri-cri des cigales.
Enfin paraît un jour, grèle, blème d' efroi,
l'homme au front vers l'azur, le grand
maudit, le roi.
La Microbiología aporta una gran cantidad de
situaciones, la mayoría de ellas relacionadas con
las enfermedades infecciosas, como es buen
ejemplo este fragmento de La casa de los espíritus de Isabel Allende [10]:
Ese fue el año del tifus exantemático.
Comenzó como otra calamidad de los pobres
Bibliografía citada:
[1] Wilde, O. (1881) The garden of Eros. Editorial Wordsworth.
[2] Homero (700 aC). La Odisea. Editorial Austral.
[3] Pérez Galdós, B. (1874). Episodio Nacional Gerona. Editorial Alianza.
[4] Wilde, O. (1897). De Profundis. Editorial Wordsworth.
[5] Muñoz-Molina, A. (1995). Las apariencias. Editorial Biblioteca de autores andaluces.
[6] Huxley, A. (1932). Un mundo feliz. Editorial Plaza y Janés.
[7] Flaubert, G. (1856). Madame Bovary. Editorial Orbis-Fabra.
[8] Yourcenar, M. (1974). Memorias de Adriano. Editorial Edhasa.
[9] Laforgue, J. (1885). Litanies de misère. Editorial Orbis.
[10] Allende, I. (1982). La casa de los espíritus. Editorial Biblioteca El Mundo.
11] Cadalso, J. (1789). Cartas marruecas. Editorial Biblioteca de autores andaluces.
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y pronto adquirió características de castigo
divino. Nació en los barrios de los indigentes, por culpa del invierno, de la desnutrición, del agua sucia de las acequias. Se juntó
con la cesantía y se repartió por todas partes. Los hospitales no daban abasto. Los enfermos deambulaban por las calles con los
ojos perdidos, se sacaban los piojos y se los
tiraban a la gente sana. Se regó la plaga,
entró a todos los hogares, infectó los colegios y las fábricas, nadie podía sentirse seguro. Todos vivían con miedo, escrutando los
signos que anunciaban la terrible enfermedad. Los contagiados empezaban a tiritar
con un frío de lápida en los huesos y a poco
eran presa del estupor. Se quedaban como
imbéciles, consumiéndose en la fiebre, llenos
de manchas, cagando sangre, con delirios de
fuego y de naufragio, cayéndose al suelo, los
huesos de lana, las piernas de trapo y un
gusto de bilis en la boca, el cuerpo en carne
viva, una pústula roja al lado de una azul y
otra amarilla y otra negra, vomitando hasta
las tripas y clamando a Dios que se apiade y
que los deje morir de una vez, que no aguantan más, que la cabeza les revienta y el alma
se les va en mierda y espanto.
Finalizaremos con un extracto de la obra de
José Cadalso, Cartas Marruecas [11], donde uno
puede observar que la importancia que en este
país se ha dado a la ciencia no ha cambiado mucho desde entonces. Esperemos que en algún
momento haya otros extractos de obras de literatura que hablen de la importancia de la ciencia,
de la investigación y de todos los que de alguna
manera la aman.
El atraso de las ciencias en España en este
siglo, ¿quién puede dudar que procede de la
falta de protección que hallan sus profesores?
Hay cochero que gana en Madrid trescientos
pesos duros, y cocinero que funda mayorazgo; pero no hay quien no sepa que se ha de
morir de hambre como se entregue a las
ciencias, exceptuando las de pane lucrando
que son las únicas que dan de comer.
Los pocos que cultivan las otras son como
aventureros voluntarios de los ejércitos, que
no llevan paga y se exponen más. Es un gusto
oírles hablar de matemáticas, física moderna,
historia natural, derecho de gentes, antigüedades y letras humanas, a veces con más recato que si hiciesen moneda falsa. Viven en la
oscuridad y mueren como vivieron, tenidos
por sabios superficiales en el concepto de los
que saben poner setenta y siete silogismos
seguidos sobre si los cielos son fluidos o sólidos.
Primavera 2015
¿CÓMO FUNCIONA?
La captura por microdisección láser, desvelando los
secretos de una célula
Rafael A. Cañas y Fernando de la Torre
Investigadores contratados. Departamento de Biología Molecular y Bioquímica. Facultad de Ciencias.
Universidad de Málaga
[email protected] [email protected]
La captura por microdisección láser (Laser Capture Microdissection, LCM, en inglés) es una poderosa técnica de microscopía que permite el aislamiento y captura de tejidos o células
individuales a partir de secciones histológicas o cultivos celulares. Desde principios del siglo XX se han ido cimentando las
bases que dieron lugar a su desarrollo definitivo en 1996 por
Emmert-Buck (1) y comercializado posteriormente por Arcturus (2). Esta técnica, principalmente desarrollada como una
herramienta para los patólogos, se ha extendido a diferentes
ramas de la medicina y la biología siendo un método establecido en la biología molecular, las neurociencias, la biología del
desarrollo, la investigación del cáncer, la medicina forense, la
proteómica, la metabolómica o la investigación de plantas. El
gran potencial de la LCM reside en su capacidad de procesar
muestras para su posterior análisis mediante otras técnicas
(para la medida de la expresión génica, de proteínas, actividades enzimáticas o, incluso, metabolitos) permitiendo analizar las funciones de una célula o tejido concretos. Aunque el
uso de la microdisección laser, sin captura, también permite
realizar estudios de desarrollo, por ejemplo, permitiendo la
eliminación física de una célula de un embrión. En la última
década la LCM se ha convertido en un magnífico aliado de las
técnicas de última generación para el análisis masivo del
transcriptoma, el proteoma o el metaboloma aportando información global sobre los procesos que tienen lugar en determinados compartimentos tisulares.
infiltración del fijador en las células debido a las paredes celulares. Otro elemento esencial en la selección de fijador es el
tipo de moléculas a extraer una vez realizada la microdisección. Si se trata de DNA o RNA no son recomendables fijadores
que provoquen modificaciones permanentes o daños en la
molécula como el paraformaldehído por lo que se han de usar
61
Desde un punto de vista meramente biológico, el funcionamiento de esta técnica presenta numerosos puntos clave
más allá del acto de realizar la microdisección, que se puede
considerar como el punto menos problemático de todo el
proceso (Figura 1). En primer lugar, hay que considerar la
correcta preparación de las muestras histológicas que se puede tener como la parte fundamental de la LCM. Depende de
varios factores, incluyéndose las muestras biológicas de partida y la molécula a extraer a la conclusión de la LCM. No todos
los tejidos responden de la misma manera a un fijador por lo
que se ha de probar cuál es el mejor fijador para un órgano o
tejido concreto. Además el proceso de fijación también puede
presentar variaciones, por ejemplo, si se trata de muestras
vegetales se habrán de realizar pulsos de vacío para mejorar la
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fijadores alternativos como la acetona, el etanol, la formalina,
etc. Finalmente es importante el tipo de inclusión de la muestra: en parafina o en medio de congelación. Por ejemplo, si se
opta por medios de congelación para cortar en un criostato
existe la posibilidad de no realizar una fijación anterior a la
inclusión mediante congelación rápida en nitrógeno. En ese
caso la fijación se puede llevar a cabo sobre las secciones histológicas obtenidas tras cortar en el criostato.
62
En la LCM cada tipo de inclusión tiene unas ventajas sobre
el otro. Mientras que la parafina puede conseguir una mayor
integridad estructural, las muestras congeladas permiten
mantener mejor la integridad de las moléculas a extraer. El
uso de cada tipo de inclusión dependerá, por tanto, de las
necesidades puntuales como de las capacidades del laboratorio donde se desarrolla la LCM. La inclusión con parafina conlleva un proceso de deshidratación de las muestras y, finalmente, de sustitución del contenido líquido de las muestras
por parafina. Esto requiere un tiempo de manipulación de las
muestras que puede conllevar la degradación de las moléculas
de interés, por ejemplo el RNA, a pesar de estar fijadas. Por
ello son usuales los procedimientos abreviados de inclusión de
las muestras tanto convencionales como los que incluyen las
microondas para mejorar y acelerar la infiltración del medio
histológico. Las muestras incluidas en parafina han de ser muy
bien deshidratadas puesto que una vez que las secciones histológicas van a ser usadas las enzimas endógenas como las
RNAasas pueden empezar a actuar. En cuanto a las muestras
congeladas la inclusión se hace por congelación sea con isopentano enfriado en nitrógeno líquido, congelación más gradual a mayor temperatura, o directamente en nitrógeno líquido, congelación más rápida a menor temperatura. Dependiendo del tipo de muestra se puede realizar sin ningún tratamiento previo o haciendo pre-incubaciones en agentes
osmoprotectores como la sacarosa que mejoran la integridad
estructural de las muestras congeladas.
La obtención de las secciones histológicas dependerá del
medio de inclusión aunque en ambos casos es importante la
conservación de las secciones hasta su uso en el LCM. Se suelen obtener secciones de un grosor de 10 µm aunque éste se
puede modificar según las necesidades. Las secciones obtenidas a partir de muestras incluidas en parafina una vez montadas en portaobjetos para LCM han de ser bien secadas y conservadas protegidas de la humedad. En el caso de las muesTabla 1: Tipos de equipos LCM.
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tras congeladas las secciones se pueden guardar montadas
sobre un portaobjetos para LCM a -80ºC hasta su uso. Justo
antes de la microdisección se pueden teñir las secciones histológicas para poder identificar las áreas de interés que se
desean separar del tejido. Se pueden hacer tinciones convencionales, como la eosina-hematoxilina, como inmunohistoquímicas. En cualquier caso, los protocolos que se usan son
abreviados y se han de tomar todas las precauciones posibles
respecto a los productos empleados para evitar la degradación
de las moléculas a extraer. En algunos casos, como en tejidos
vegetales con grandes paredes celulares, se puede realizar la
LCM sin ningún tipo de tinción lo que aumenta en cierta medida las posibilidades de éxito.
La LCM en sí es el más sencillo de todos los pasos a realizar. El microdisector láser es básicamente un microscopio
óptico, al que se le puede acoplar fluorescencia, con un láser y
un sistema de captura de las muestras diseccionadas. Adicionalmente el microscopio posee una cámara conectada a un
ordenador con el que se realiza la selección de los tejidos o
células que han de ser aislados de las secciones histológicas o
cultivos celulares. El sistema fue inicialmente comercializado
por Arcturus (2) aunque con el tiempo han aparecido diversas
compañías que han desarrollado sus propios equipos con
algunas diferencias entre todos ellos. Existen láseres de infrarojo y de UV, todos diseñados para evitar daños a las muestras
capturadas. El sistema de captura es distinto en cada equipo,
puede ser mediante un film adhesivo (Arcturus, MMI), por
una catapulta de onda de presión inducida por un láser (Zeiss)
o simplemente por gravedad (Leica) (Tabla 1). Cada casa comercial posee un conjunto de consumibles propio. Los portaobjetos para LCM poseen una membrana sobre la que se
aposentan las secciones histológicas y que al realizarse la
microdisección se desprende del portaobjetos junto con la
muestra seleccionada para su posterior captura. Estos portaobjetos pueden variar dependiendo de si son de cristal o
marcos de acero y del tipo de polímero de la membrana sobre
la que realmente se aposenta la sección histológica. El uso de
un tipo de polímero u otro depende de la aplicación final del
LCM y si el material puede interferir en los procesos posteriores. Además de portas también se pueden encontrar otros
accesorios para la LCM como placas de Petri especiales para
cultivos celulares que permiten la selección de células individuales bien para hacer subcultivos o para realizar análisis
Primavera 2015
(2,3). Básicamente el proceso de microdisección consiste en la
selección de las células o tejidos a cortar en la pantalla de un
ordenador, el corte de las partes seleccionadas por parte del
láser y su captura en un tubo (Figura 2). Evidentemente existe
la posibilidad de realizarlo todo de manera manual o automática mediante el uso del software del equipo. Los parámetros
para el corte con el láser pueden cambiar dependiendo del
aumento, de la muestra y del portaobjetos con los que se
trabaje. El corte se realiza mediante
el láser, según el tipo de equipo la
modulación de su intensidad, su
frecuencia o el ancho del corte
podrán ser modificados para cada
muestra. Finalmente, una vez obtenidos los cortes se han procesar
para la realización de los subsecuentes análisis. Dependiendo del
tipo de análisis las muestras pueden ser almacenadas en un -80 ºC
hasta su uso. En la actualidad existen kits comerciales para la extracción de DNA y RNA de muestras
aisladas por LCM. El número de
células o la cantidad de tejido aislado dependerá de las necesidades de
los análisis posteriores aunque,
generalmente, las cantidades que
se pueden obtener son muy limitadas, por lo que el uso de ciertas
técnicas dependerá de reacciones
de amplificación de las moléculas
extraídas (4).
tejido aunque la variedad de posibles usos de la LCM sea igual
al número de técnicas que se puedan combinar con ella (2,3).
La LCM puede aportar una información esencial para la interpretación de la gran masa de datos que generan las nuevas
tecnologías contextualizando cada función.
63
La LCM se ha convertido en un
complemento indispensable para
los análisis masivos de las funciones
de los seres vivos. En este contexto
un tipo de trabajos muy desarrollados hasta el momento son los atlas
de expresión génica en los diferentes tejidos de un órgano e incluso
en las distintos tipos celulares de un
Bibliografía citada:
1.
2.
3.
4.
Emmert-Buck MR, Bonner RF, Smith PD, Chuaqui RF, Zhuang Z, Goldstein SR, Weiss RA, Liotta LA. Láser capture microdissection.
Science 274:998-1001, 1996
Página web del sistema LCM de Arcturus. http://www.lifetechnologies.com/es/en/home/life-science/gene-expression-analysis-genotyping/láser-capture-microdissection.html
Página web del sistema LCM de Leica en Leica Science Lab. http://www.leica-microsystems.com/science-lab/topics/láser-microdissection/
Cañas RA, Canales J, Gómez-Maldonado J, Avila C, Cánovas FM. Transcriptome analysis in maritime pine using láser capture microdissection and 454 pyrosequencing. Tree Physiology. doi: 10.1093/treephys/tpt113, 2014
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Vol.8¦ Nº 154
Primavera- 2015
Consideraciones sobre cooperación y evolución
Enrique Moreno-Ostos
Profesor Contratado Doctor, Grupo de Ecología Marina y Limnología
Departamento de Ecología y Geología
Universidad de Málaga
[email protected]
Tradicionalmente, la Ciencia Biológica ha
otorgado a la competencia por los recursos un
papel central como factor en el desarrollo evolutivo de los organismos y de los ecosistemas a
través del proceso de selección natural. Por el
contrario, los estudios en torno a la cooperación
como elemento clave en la evolución son más
escasos y menos divulgados. En este artículo
trataré de hacer notar al lector que este énfasis
excesivo en la competencia como vehículo de la
evolución supone un importante sesgo en nuestra visión de la organización y del funcionamiento de la Naturaleza, impuesto en gran medida por la tendencia económica y política dominante, que poco tiene que ver con el trabajo
original de Charles Darwin. Sin restar importancia a la interacción competitiva -que sin duda
alguna juega un papel en la configuración de la
Naturaleza- numerosos naturalistas y biólogos a
lo largo de esta historia han tratado de demostrar, una y otra vez, que la cooperación entre
organismos constituye un importante factor en
la evolución, tal vez mucho más relevante que la
competencia. Para estos científicos siempre ha
resultado una tarea dura y poco gratificante el
transmitir sus ideas en un ambiente científico
excesivamente dogmático y ortodoxo. Pero lo
hicieron, y con ello marcaron una visión muy
diferente de cómo se organiza la vida. Tristemente, esta visión está lejos de la corriente prevalente y ha sido tradicionalmente relativizada,
ignorada e incluso ridiculizada.
Desde la publicación en 1859 de la obra
cumbre de Charles Darwin El Origen de las Especies por Medio de la Selección Natural, o La Preservación de las Razas Favorecidas en la Lucha por la
Existencia (es el título completo), la línea general
de los estudiosos de la evolución ha puesto sistemáticamente énfasis en la “lucha por la existencia” como mecanismo de especiación y evolución. A pesar de que en esta obra Darwin incorporó algunas hermosas observaciones sobre
interacciones de cooperación entre organismos,
sus seguidores pronto las relegaron a las som-
bras, considerándolas como meras curiosidades
y excepciones a la regla general.
Así, para los primeros Darwinistas el concepto de la “lucha por la existencia” obvió una plétora de mecanismos que podrían hacer a un conjunto de organismos aptos para la supervivencia
y la reproducción, y se centró de forma casi obsesiva en la competencia y en la lucha recíproca,
entendiendo la evolución como una lucha permanente y terrible entre individuos y especies
en la que sólo sobreviven y se perpetúan los
más fuertes, favorecidos por pequeños cambios
en sus genes (mutaciones) que los hacen más
aptos que a los demás. Esta tendencia se ha
mantenido hasta nuestros días y ha resultado
especialmente prolífica en el contexto científico
anglosajón, en el que se forjó el ya famoso (y
estremecedor) mantra del neo-Darwinismo Naturaleza roja en colmillo y garra.
65
Este acento en la competencia pronto impregnó muchos campos ajenos a la Biología,
tales como las Ciencias Humanas, la Economía,
la Sociología, la Psicología y las Ciencias Políticas. Había nacido el Darwinismo social, que encontró un magnífico apoyo en la sociedad británica victoriana, a pesar de que pocos años antes
la Teoría de la Evolución de Darwin generará en
ella un terremoto que estremeció sus sólidos
pilares religiosos. En 1860 Herbert Spencer publicó su ensayo El Organismo Social, donde establecía el paralelismo entre la evolución por
selección natural y el desarrollo social. Spencer,
marcado propulsor del liberalismo económico,
no mostraba reparo en criticar la acción protectora del estado sobre los menos favorecidos y
en tacharla de contraevolutiva. Sus trabajos fueron claves para el desarrollo del capitalismo liberal basado en la competitividad. En este ambiente, el eminente científico y entusiasta Darwinista Thomas Henry Huxley publicaba en
1888 el programa definitivo del Darwinismo social, un ensayo titulado La Lucha por la Existencia: Un Programa en el que mostraba el funcionamiento de la Naturaleza como una lucha desesperada de uno contra todos, y justificaba la
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situación de las masas depauperadas y de la clase trabajadora en el contexto de la selección
natural. Rápidamente, ciertas élites intelectuales
británicas deformaron el concepto Darwiniano
de “selección natural” por la expresión “supervivencia del más fuerte”, obviando que Darwin
claramente insistió en su Origen de las Especies
en que el más apto es el que mejor se reproduce, no necesariamente el más fuerte o el más
poderoso. Lamentablemente, en muy poco
tiempo las ideas de Darwin fueron reconvertidas
en la justificación científica del capitalismo más
salvaje, el clasismo, el racismo e incluso la eugenesia.
66
Pero otros científicos coetáneos interpretaban los postulados de Darwin de una manera
muy diferente. El naturalista ruso Piotr Kropotkin consideraba el trabajo de Darwin como la
revolución necesaria en el campo de la Biología.
Animado por la lectura del Origen de las Especies,
Kropotkin organizó en 1862 una expedición
científica a Siberia que duraría cuatro años, con
el objetivo de encontrar pruebas empíricas de la
lucha por la existencia en animales. Pero Kropotkin quedó sorprendido por las escasas evidencias de competencia y por las frecuentes
pruebas de cooperación entre individuos (de la
misma y de diferentes especies) que encontró
en este medio hostil. Algo más tarde, en 1879 el
zoólogo ruso Karl Fiódorovich Kessler leía ante
la Sociedad de Naturalistas de San Petersburgo
un discurso titulado Sobre la Ley de la Ayuda Mutua, en el que manifestaba que la lucha por la
existencia postulada por Darwin pone un énfasis excesivo en la competencia, y que debería
integrar la cooperación entre los organismos
como un factor clave de evolución. Este discurso marcó definitivamente la visión de Kropotkin
sobre la evolución, que veía en el apoyo mutuo
un complemento imprescindible a las ideas de
Darwin. Tras la publicación del ensayo de Huxley
en 1888, Kropotkin comprendió que debía rebatir la deriva intencionadamente sesgada, estrecha y reduccionista que tomaba el Darwinismo
a partir de las pruebas que había encontrado en
años de trabajo de campo y gabinete. Kropotkin
dedicaría el resto de su vida científica a establecer la importancia de la ayuda mutua como factor de evolución, sin negar en ningún momento
el papel de la competencia. Resultado de ello
fue su libro El Apoyo Mutuo. Un Factor de la Evolución, publicado en 1902. En esta obra, entre
una multitud de deliciosos ejemplos de cooperación en animales y en sociedades humanas,
Kropotkin anticipaba algunas ideas que posteriormente tendrían enorme calado en la Ecología, como las interacciones de cooperación enVol.8 ¦ Nº 154
tre microorganismos, la transmisión de la información, los efectos sinérgicos, la segregación de
nichos ecológicos o la eficiencia energética de
las interacciones, apuntando que a menudo resulta más rentable energéticamente para los
organismos cooperar que competir.
Aunque hasta este momento los estudios
sobre evolución se centraban fundamentalmente en animales y -en menor medida- en plantas,
sin duda alguna las aportaciones más reveladoras sobre el papel de la cooperación en la evolución vendrían de los estudiosos de lo más pequeño. En 1918 Paul Portier escribió un libro
titulado Los Simbiontes donde introducía una
idea que resultaría revolucionaria en Biología.
Para Portier, todos los organismos vivos sobre la
Tierra provienen de la unión de organismos diferentes, y hacía referencia directa a que las mitocondrias de las células podrían ser bacterias
simbiontes. Sus deducciones se apoyaban en las
observaciones previas del botánico Andreas F.W.
Schimper y del citólogo e histólogo Richard
Altmann. En 1926, Konstantín Merezhkovski,
un botánico ruso experto en líquenes, publicó el
libro Simbiogénesis y el Origen de las Especies,
donde evidenció que los cloroplastos de las células vegetales proceden de cianobacterias endosimbiontes. El trabajo de Merezhkovski suponía que la selección natural y la evolución se
genera fundamentalmente por la estrecha
cooperación de simbiontes, y no por la competencia entre organismos. Casi cuarenta años
más tarde, Lynn Margulis, una entusiasta y valiente bióloga, recogía este testigo y -tras años
de trabajo incomprendido por el escepticismo
neo-Darwinista dominante- publicó su Teoría de
la Endosimbiosis Seriada. Para Margulis, el estudio de los microorganismos aporta pruebas suficientes de que la simbiosis ha sido crucial en la
evolución de las diferentes formas de vida existentes en la Tierra. En el terreno de las bacterias,
donde el concepto de especie es especialmente
difuso (e incluso inútil), es muy frecuente la
cooperación entre organismos. Así, los procariotas transfieren de forma rutinaria y muy rápida
fragmentos de su material genético de unos
individuos a otros, pudiendo acceder a un banco genético enorme (y compartido) que les
permite realizar una amplia gama de funciones
y facilita su adaptación a ambientes cambiantes.
Además, estos genomas adquiridos pueden ser
heredables. De esta forma, para Margulis los
agentes del cambio evolutivo son los microorganismos y sus diversos mecanismos de cooperación e hibridación. La simbiosis generaría una
selección positiva (tanto intra como interespecífica) que actuaría como motor de la evolución.
Primavera- 2015
Margulis aportaba además pruebas definitivas
de que tanto mitocondrias como cloroplastos
proceden de bacterias que entraron en simbiosis con otros organismos, incrementando enormemente su éxito evolutivo y constituyendo la
célula eucariota. Desde esta perspectiva, los organismos deben ser vistos como sistemas acumulativos de subsistemas cooperantes e intrincadas redes simbióticas. Recientes estudios revelan que la endosimbiosis de cianobacterias
fijadoras de nitrógeno y microalgas (especialmente diatomeas) resulta un fenómeno frecuente en el océano, especialmente en las zonas
más oligotróficas.
La evolución mediante endosimbiosis conduciría a la aparición brusca y rápida de nuevas
especies mejor adaptadas que las precedentes.
A la luz de este potente mecanismo, el lento
proceso de cambio gradual mediante la selección natural de mutaciones azarosas que propone el neo-Darwinismo, aunque sin duda
digno de consideración, no parece ser la más
importante fuerza evolutiva en la Naturaleza.
Las evidencias en torno a la importancia de
la cooperación en la evolución también provienen del campo teórico y matemático, fundamentalmente de la Teoría de Juegos. En 1981 el
matemático Robert Axelrod invitó a expertos en
diversas áreas de conocimiento (como Matemáticas, Biología, Informática y Economía) a participar en un torneo de programas informáticos
que competirían en el juego de suma no nula El
Dilema del Prisionero, en el que cada uno de los
dos participantes puede optar por cooperar o
por traicionar al adversario. Para este singular
torneo, cada participante debía aportar un programa basado en una estrategia de juego, y
cada programa se enfrentaría secuencialmente
doscientas veces contra cada uno de los demás.
Los resultados del torneo fueron concluyentes.
Con mucha diferencia, el programa ganador en
todos los lances fue también el más sencillo de
todos, titulado Tit for Tat (TFT). TFT se basaba en
una estrategia amable (siempre optaba por
cooperar en primer término), recíproca (cooperaba o dejaba de cooperar si el contrincante lo
hacía previamente) e indulgente (si el contrincante decidía volver a cooperar tras unas partidas sin hacerlo, TFT volvía inmediatamente a la
cooperación). En un segundo torneo de mayor
envergadura, donde los científicos participantes
ya conocían la estrategia TFT y pretendían derrotarla, este sencillo programa cooperativo volvió a resultar el indiscutible vencedor. Por el
contrario, todos los programas basados en estrategias competitivas terminaban sucumbiendo, aunque en el corto plazo resultaran prometedores. El éxito de TFT confirmaba que la
cooperación supone una estrategia evolutiva
estable a largo plazo, robusta y exitosa bajo muy
diferentes condiciones de contorno, y sin duda
especialmente eficiente y apta desde el punto
de vista de la selección natural. La cooperación
no requiere lazos afectivos, emocionales ni morales, sencillamente constituye un factor decisivo porque para los participantes resulta más
rentable en el largo plazo que competir.
A la vista de estos estudios, parece razonable
que la cooperación es un elemento clave en la
evolución y en el funcionamiento de la naturaleza. Entonces, ¿por qué mantener tanto énfasis
en la competencia? ¿por qué no se transmite
una visión más equilibrada de estos dos procesos implicados en la evolución? En mi opinión,
el mantenimiento casi dogmático del paradigma de la competencia como principal factor de
evolución se debe principalmente a su simplicidad, al mayor rendimiento inicial de las estrategias competidoras, y a su poder para justificar
un sistema económico a todas luces injusto, en
el que la inmediatez, el individualismo y el predominio del más fuerte constituyen pilares fundamentales. Este mismo sistema, que actúa
como selector de ideas fi nanciando y promoviendo sólo aquellas que garantizan su mantenimiento, ha marginado a lo largo de la historia
los estudios que demuestran que la vida se abre
camino fundamentalmente a través de la
cooperación en el largo plazo, y que el individuo
mismo constituye una comunidad cooperante.
Si la cooperación está en la intimidad de nuestro
genoma, en la esencia misma de nuestras células y se manifiesta en la Naturaleza como una
estrategia estable desde del inicio de la vida sobre la Tierra, sin duda deberíamos promoverla
decididamente en el ámbito social, económico,
científico y educativo en detrimento de la axiomática competencia, que a todas luces lleva a
nuestra sociedad por senderos muy alejados de
la estabilidad y, por qué no decirlo, de la felicidad.
67
Para saber más:
Axelrod R. The emergence of cooperation among egoists. Am. Political Sci. Rev. 75(2): 306-318, 1981.
Axelrod R, Hamilton WD. The evolution of cooperation. Science 211:1390-1396, 1981.
Margulis L, Sagan D. Microcosmos. Four billion years of evolution from our microbial ancestors. Summit Books, New York, 1986
Sagan L (o Margulis L). On the origin of mitosing cells. J. Theoret. Biol.14:225-274, 1967.
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VIDA Y OBRA
El monstruo con porvenir: Richard Goldschmidt
(Frankfurt 1878 - Berkeley 1958)
68
A menudo la historia la
cuentan los vencedores, borrando aquellas líneas incómodas que pudiesen dar alguna
ventaja póstuma a sus enemigos. Pero si la contienda es intelectual, las batallas quedan
inmortalizadas en las páginas
de los libros y artículos con los
que ambos bandos pretendían
ganar la guerra, lo que nos
brinda la posibilidad de arbitrar
de nuevo el partido y, quizás,
modificar el resultado fi nal de
la contienda. La biografía del
científico que me dispongo a
reseñar adquiere cuerpo al ser
una de las primeras voces autorizadas que se opusieron a una
de las premisas básicas de los
neodarvinistas: Natura non facit
saltus.
Richard Goldschmidt nació
en Frankfurt en abril de 1878,
en el seno de una respetada y
próspera familia judía, perteneciente a la alta burguesía local,
bastante prolífica en la producción de científicos, banqueros y
filántropos. Sus capacidades
intelectuales se despertaron
pronto; fruto de ello es que a
los 17 años leía fluidamente en
francés, inglés, italiano, latín y
griego. En 1889 ingresó en la
Universidad de Heidelberg para
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estudiar medicina, conforme a
los deseos de su padre, aunque
la vena naturalista presente
desde su niñez terminó por
imponerse y decidió finalmen te cursar biología. Me imagino
al joven Goldschmidt paseando
por el Philosophenweg de esta
bella ciudad en una tarde de
primavera y terminando por
sucumbir al encanto del mundo natural, al igual que lo hizo
su conciudadano Goethe,
quien también visitó este exuberante paisaje bastantes décadas antes. A los 21 años ya
había publicado un artículo
sobre el desarrollo embrionario
de Ascaris y a los 24 había leído
su tesis doctoral sobre la maduración, la fertilización y el
desarrollo temprano del trematodo Polystomum. Es interesante apreciar que, además de
terminar su tesis, también le
había dado tiempo a casarse y
a tener dos hijos (Ruth en 1907
y Hans en 1908, quienes llegaron a ser médico e ingeniero,
respectivamente). Al año siguiente de doctorarse se incorporó a la Universidad de
Múnich, donde permanecería
hasta 1913. A partir de aquí
trabajó en diversas materias,
sin encontrar un problema importante en el que centrar sus
investigaciones, por lo que muchas de sus publicaciones fueron notas cortas sobre hallazgos fortuitos durante sus visitas
a las estaciones marinas del
Mediterráneo. Entre otras cosas, se percató de que el sistema nervioso de Ascaris está
compuesto de un número fijo
de células (162 en los machos y
160 en las hembras) y, de hecho, sus estudios sobre el sistema nervioso de este nematodo le permitieron participar
en las discusiones sobre la validez de la teoría neuronal de
Cajal.
En 1914 obtuvo una plaza
en el Kaiser Wilhelm Institut für
Biologie de Berlín, donde trabajó 22 años, 15 de los cuales
como director. Ya al fi nal de la
década de 1910, su labor, aunque todavía dispersa, comenzó
a centrarse en dos cuestiones
concretas de la genética, utilizando en ambas especies de la
polilla Lymantria. Una fue el
análisis del melanismo industrial que muestra L. monacha,
siendo pionero en aplicar las
matemáticas del equilibrio de
Hardy-Weinberg (cuando todavía no tenía ni nombre y apenas se reconocía su importancia en la genética de poblaciones), concluyendo que la presión de mutación por sí sola no
justificaba las frecuencias genotípicas observadas (curiosamente, no aludió al papel de la
selección natural como explicación de ello). La otra cuestión
fue la determinación del sexo
en L. dispar (polilla conocida
aquí en Andalucía como lagarta peluda), a lo que llegó cruzando polillas de razas europeas con japonesas y observando la aparición de intersexos. Se dio cuenta de la importancia de su hallazgo, según
narró el mismo, caminando una
oscura noche de regreso a su
casa, ¡un golpe de suerte increíble! Con ello, fue pionero en
el descubrimiento de la importancia del balance entre autosomas y heterosomas en la determinación del sexo. Sus estudios sobre poblaciones japonesas de Lymantria le llevó a este
país tras conseguir una subvención estatal en 1914. Como
es bien sabido, en este año es-
VIDA Y OBRA
talló la Primera Guerra Mundial,
quedando varado por el bloqueo británico en Estados Unidos durante su regreso a Alemania. Encontró trabajo en la
Universidad de Yale y a su familia se le permitió reunirse con él
en 1915. En este periodo, como
él mismo reconoció, aprendió a
amar y a admirar dicha nación.
No obstante, su infortunio no
acabó ahí: a principios de 1918
fue recluido en un campo de
prisioneros civiles alemanes en
Georgia hasta el fi n de la guerra. Este incidente sería recordado con cierto humor por su
parte, ¡contando en tono jocoso que los dos oficiales americanos que le escoltaron a prisión llevaban sus armas cargadas! De regreso al Kaiser Wilhelm Institut tras el conflicto,
retomó sus trabajos sobre la
determinación del sexo y la
variación geográfica en Lymantria, con una intensa producción científica de gran impacto,
no sólo en Alemania, sino en
todo el mundo. La obtención
de tipos sexuales aberrantes en
Lymantria condicionó sin duda
sus puntos de vista sobre la
genética del desarrollo, temática que ocupó también un
puesto central de su obra. La
decadencia alemana durante el
periodo entre guerras no supuso inicialmente un problema
para el desarrollo de su trabajo,
pero el ascenso del partido nazi
le condenó a un cierto ostracismo por parte de sus colegas
alemanes, lo que le condujo
finalmente a que emigrara en
1935 a Estados Unidos, donde
obtuvo una plaza de profesor
en el Departamento de Zoología de la Universidad de Berkeley en California. Finalmente,
en 1942 consiguió la ciudadanía americana, hecho que él
situó como uno de los más felices de su vida. Lo que está claro
es que, con casi toda seguridad, de no haber emigrado su
final y el de su familia hubiese
sido la cámara de gas. Su carre-
ra, tras 60 años de trabajo sin
tregua, se refleja en más de 250
artículos y 17 libros. Las temáticas que abordó son de lo más
diversas, aunque obviamente
en algunas ocupó más años de
actividad que en otras: protozoología (de 1904 a 1907), citología (1902-50), embriología
(1900-35), histología y neurología (1903-10), embriología
comparada de cordados (19053 3 ) , g i n a n d r o m o r fi s m o
(1922-37), intersexualidad
(1911-51), determinación del
sexo y herencia de caracteres
sexuales (1910-53), implicaciones evolutivas de la genética
(1911-53), estudios de genética
mendeliana (1913-54), genética
de la fi siología (1916-52) y herencia en humanos (1927-53).
También escribió sobre divulgación científica y hasta una
autobiografía. Tras hojear algunas de sus obras de genética
general, no creo que puedan
pasar desapercibidos la enorme erudición y el abanico de
temas en que se desenvolvía. Si
tenemos en cuenta que, además, tocaba el violín y la viola,
practicaba algunos deportes y
era un entendido coleccionista
de arte oriental, uno no puede
quedar indiferente frente a la
capacidad de este hombre.
Bien podría ser el científico
opuesto al hombre masa que
imaginó Ortega y Gasset. Fue
una autoridad reconocida en su
tiempo, hecho que quedó reflejado en su investidura como
doctor honoris causa en Kiel,
Alemania (1928) y en Madrid
(1935), así como su ingreso en
la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de
América en 1947 (cuando ya
contaba 69 años). Este reconocimiento se plasmó también en
su elección como presidente
del Noveno Congreso Internacional de Genética en 1953, en
donde se reunía la fl or y nata
de la disciplina.
Entonces, ¿por qué muchos
sólo lo conocemos como el au-
Primavera 2015
tor de la tesis “disp a ra t a d a” s o b re
que las reorganizaciones de los genes
en los cromosomas
(mutaciones sistémicas) producían nuevas espec i e s, d e n o m i n a d a s co m o
"monstruos con porvenir"?
Con los antecedentes expuestos, no parece que la fi gura de
Goldschmidt case bien con la
de un científico ignorante y
torpe, quien en un arrebato de
soberbia expondría sin rubor
una solemne tontería. Ojo, no
quiero indicar que las mutaciones sistémicas tengan el efecto
que Goldschmidt indicó, sino
que al igual que Stephen Jay
Gould y otros, éstas no son
esenciales para su modelo macroevolutivo.
La concepción de Goldschmidt de los genes hay que entenderla en el contexto de los
principios del siglo XX, época
en la que no se conocían como
hoy los mecanismos de la herencia. La visión de los cromosomas como una gran macromolécula en la que la interacción entre los genes lo era
todo, si bien excesivamente
holista, no era especialmente
disonante como teoría para dar
cuenta de ciertos datos experimentales. Hay que buscar en
otro lado.
La raíz de la infamia está en
una obra que publicó en 1940:
The material basis of evolution.
En ella se lee que determinadas
mutaciones que actúan alterando el desarrollo embrionario normal podrían producir
organismos que, si bien serían
monstruosos para los de su
especie, podrían constituir en sí
mismos una nueva especie.
Obviamente, ¡en una sola generación! El problema de los
neodarwinistas no era el de
aceptar las mutaciones sistémicas (aunque fue el arma que
usaron para denigrarlo), porque Goldschmidt también admitía que una mutación común
69
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VIDA Y OBRA
que afectase a una
etapa crucial del
desarrollo podría
tener igualmente
grandes efectos
fenotípicos. De hecho, reconocía abiertamente que su rechazo a la concepción clásica de
gen no era parte esencial de su
argumentación sobre la evolución.
70
La clave de la repudia neodarvinista está aquí: ¿dónde
opera la selección natural? El
saltacionismo postula que la
mutación es la que gobierna el
proceso evolutivo. Para Goldschmidt lo único que haría la
selección natural es adaptar
localmente las poblaciones a su
entorno inmediato. No intervendría más allá de los confines
de la especie. Además, en el
modelo de Goldschmidt
la
evolución no es gradual si no
por saltos. En un ensayo anterior en esta revista (“Microevolución, macroevolución y logaritmos”) ya expuse algunas de
las premisas de los neodarvinistas: la macro es fruto de la
micro y Goldschmidt descaradamente escribe que las subespecies ni son especies incipientes ni modelos para estudiar la especiación. Dobz-
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hansky, el gran genético neodarvinista, en el comentario
que hizo de dicha obra para
Science, indicó que para Goldschmidt lo importante eran las
catástrofes (saltos). Personalmente, creo que esta afirmación es un dardo envenenado.
Las catástrofes son muy mal
vistas en la tradición empirista
anglosajona desde que Lyell las
repudió: el estudio de los fenómenos actuales nos da luz
sobre los que ocurrieron en el
pasado sólo si el mundo no es
una sucesión de catástrofes
esporádicas.
La polémica estaba servida:
Goldschmidt, genético respetado y admirado en un primer
momento por los neodarwinistas (como Mayr, quien alabó
sus trabajos en genética de
poblaciones), ¡se negó a reconocer el impacto de la selección natural! El revuelo que
provocó no fue precisamente
por ser un lego en la materia.
También otros autores de la
síntesis, como George Gaylord
Simpson y Sewall Wright, se
lanzaron al ataque: Wright básicamente se centró en el hecho de que Goldschmidt confundía aparentemente las mutaciones de grandes efectos
fenotípicos con aquellas que
producen el aislamiento reproductivo. Por otro lado, Simpson
en su libro sobre El Ritmo y el
Modo de la Evolución, se centró
en argumentar que la aparición
de un mutante raro no es evolución. En fi n, si alguien es alguien en función de la altura de
sus enemigos, Goldschmidt se
ganó el primer puesto al ponerse en su contra a varios de
los gigantes de la Nueva Síntesis.
A partir de 1940 Goldschmidt trabajó casi en exclusiva
con Drosophila e inició un programa de investigación sobre
mutantes homeóticos, lógicamente a fin de validar sus ideas.
Es en esta época precisamente
cuando Lewis comenzó también sus estudios de la mutación bithorax. Los mutantes
elegidos por Goldschmidt fueron podoptera (transformación
de las alas en estructuras a
modo de patas) y tetraltera
(transformación de las alas en
halterios). Hay que caer en la
cuenta que a estas alturas tiene
ya 62 años, quizás un poco tarde para empezar un nuevo
proyecto, pero su determinación no conocía edad. Desafortunadamente, ambas mutaciones tienen expresividades y
penetrancias bajas, lo que dificultó sobremanera el análisis
genético clásico. El trabajo de
Goldschmidt con mutantes
homeóticos es digno de mención, no tanto por sus resultados sino por representar el
primer esfuerzo serio de unir
genética, desarrollo y evolución.
Hoy en día se sabe que en
algunos grupos biológicos, especialmente en las plantas, la
evolución por saltos está detrás
de la mayoría de los fenómenos de especiación (aunque no
mediante monstruos prometedores, sino por fenómenos de
poliploidización), confrontando
los postulados de la Síntesis.
Sin embargo, queda un largo
camino para comprender la
evolución animal en términos
del desarrollo, tarea asumida
por la nueva disciplina denominada EvoDevo (Evolution and
Development), que sin duda
arrojará luz algún día sobre los
temas que atrajeron la atención
de este gran visionario.
Juan Antonio Pérez Claros
Profesor Titular del Área de Paleontología y Geología, Facultad de
Ciencias, Universidad de Málaga
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