3.1: Generación espontánea

Objetivos de aprendizaje

• Explicar la teoría de la generación espontánea y por qué las personas alguna vez la aceptaron como explicación de la existencia de ciertos tipos de organismos
• Explicar cómo ciertos individuos (van Helmont, Redi, Needham, Spallanzani y Pasteur) intentaron probar o refutar la generación espontánea

Enfoque Clínico: Parte 1

Barbara es una estudiante universitaria de 19 años que vive en el dormitorio. En enero bajó con dolor de garganta, dolor de cabeza, fiebre leve, escalofríos y tos violenta pero improductiva (es decir, sin moco). Para tratar estos síntomas, Barbara comenzó a tomar un medicamento para el resfriado de venta libre, que no parecía funcionar. De hecho, en los siguientes días, mientras algunos de los síntomas de Bárbara comenzaron a resolverse, su tos y fiebre persistieron, y se sintió muy cansada y débil.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

¿Qué tipos de enfermedades respiratorias pueden ser responsables?

Los humanos llevan milenios preguntando: ¿De dónde viene la nueva vida? La religión, la filosofía y la ciencia han luchado con esta pregunta. Una de las explicaciones más antiguas fue la teoría de la generación espontánea, que se remonta a los antiguos griegos y fue ampliamente aceptada a través de la Edad Media.

La teoría de la generación espontánea

El filósofo griego Aristóteles (384-322 a.C.) fue uno de los primeros estudiosos registrados en articular la teoría de la generación espontánea, la noción de que la vida puede surgir de la materia no viva. Aristóteles propuso que la vida surgió del material no vivo si el material contenía neuma (“calor vital”). Como evidencia, señaló varias instancias de la aparición de animales de ambientes previamente desprovistos de tales animales, como la aparición aparentemente repentina de peces en un nuevo charco de agua. ¹

Esta teoría persistió en el ^siglo XVII, cuando los científicos emprendieron experimentación adicional para apoyarla o refutarla. Para entonces, los defensores de la teoría citaron cómo las ranas simplemente parecen aparecer a lo largo de las orillas fangosas del río Nilo en Egipto durante las inundaciones anuales. Otros observaron que los ratones simplemente aparecieron entre los granos almacenados en graneros con techos de paja. Cuando el techo goteó y el grano se moldeó, aparecieron ratones. Jan Baptista van Helmont, científico flamenco del ^siglo XVII, propuso que los ratones pudieran surgir de trapos y granos de trigo dejados en un recipiente abierto durante 3 semanas. En realidad, tales hábitats proporcionaban fuentes de alimento ideales y refugio para que florecieran las poblaciones de ratones.

Sin embargo, uno de los contemporáneos de van Helmont, el médico italiano Francesco Redi (1626—1697), realizó un experimento en 1668 que fue uno de los primeros en refutar la idea de que los larvas de moscas se generan espontáneamente en la carne dejada al aire libre. Predijo que evitar que las moscas tuvieran contacto directo con la carne también evitaría la aparición de larvas. Redi dejó carne en cada uno de los seis contenedores (Figura\(\PageIndex{1}\)). Dos estaban abiertos al aire, dos estaban cubiertos con gasa, y dos estaban herméticamente sellados. Su hipótesis fue apoyada cuando los larvas se desarrollaron en los frascos descubiertos, pero no aparecieron larvas ni en los frascos cubiertos de gasa ni en los frascos herméticamente sellados. Concluyó que los larvas sólo podían formarse cuando a las moscas se les permitía poner huevos en la carne, y que los larvas eran descendencia de moscas, no producto de la generación espontánea.

Figura\(\PageIndex{1}\): La configuración experimental de Francesco Redi consistió en un contenedor abierto, un contenedor sellado con tapa de corcho y un contenedor cubierto de malla que dejaba entrar aire pero no moscas. Los Gusanos solo aparecieron en la carne en el recipiente abierto. No obstante, también se encontraron lombrices en la gasa del recipiente cubierto de gasa.

En 1745, John Needham (1713-1781) publicó un informe de sus propios experimentos, en el que hervía brevemente el caldo infundido con materia vegetal o animal, con la esperanza de matar a todos los microbios preexistentes. ² Luego selló los matraces. Después de unos días, Needham observó que el caldo se había vuelto turbio y una sola gota contenía numerosas criaturas microscópicas. Argumentó que los nuevos microbios debieron haber surgido espontáneamente. En realidad, sin embargo, probablemente no hirvió el caldo lo suficiente como para matar a todos los microbios preexistentes.

Lazzaro Spallanzani (1729—1799) no estuvo de acuerdo con las conclusiones de Needham, sin embargo, y realizó cientos de experimentos cuidadosamente ejecutados usando caldo caliente. ³ Al igual que en el experimento de Needham, el caldo en frascos sellados y frascos sin sellar se infundió con materia vegetal y animal. Los resultados de Spallanzani contradijeron los hallazgos de Needham: Los matraces calentados pero sellados permanecieron claros, sin signos de crecimiento espontáneo, a menos que los matraces se abrieran posteriormente al aire. Esto sugirió que los microbios se introdujeron en estos matraces desde el aire. En respuesta a los hallazgos de Spallanzani, Needham argumentó que la vida se origina en una “fuerza vital” que fue destruida durante la ebullición prolongada de Spallanzani. Cualquier sellado posterior de los matraces impidió entonces que entrara nueva fuerza vital y provocara la generación espontánea (Figura\(\PageIndex{2}\)).

Figura\(\PageIndex{2}\): a) Francesco Redi, quien demostró que los larvas eran descendientes de moscas, no productos de generación espontánea. (b) John Needham, quien argumentó que los microbios surgieron espontáneamente en caldo de una “fuerza vital”. c) Lazzaro Spallanzani, cuyos experimentos con caldo pretendían desmentir a los de Needham.

Ejercicio\(\PageIndex{2}\)

1. Describir la teoría de la generación espontánea y algunos de los argumentos utilizados para apoyarla.
2. Explicar cómo los experimentos de Redi y Spallanzani desafiaron la teoría de la generación espontánea.

Desmentir la generación espontánea

El debate sobre la generación espontánea continuó hasta bien entrado el ^siglo XIX, con científicos que actuaron como defensores de ambas partes. Para resolver el debate, la Academia de Ciencias de París ofreció un premio por la resolución del problema. Louis Pasteur, un destacado químico francés que había estado estudiando la fermentación microbiana y las causas del deterioro del vino, aceptó el reto. En 1858, Pasteur filtró el aire a través de un filtro de algodón y, tras el examen microscópico del algodón, lo encontró lleno de microorganismos, lo que sugiere que la exposición de un caldo al aire no estaba introduciendo una “fuerza vital” en el caldo sino microorganismos aerotransportados.

Posteriormente, Pasteur realizó una serie de matraces con cuellos largos y retorcidos (matraces de “cuello de cisne”), en los que hervía caldo para esterilizarlo (Figura\(\PageIndex{3}\)). Su diseño permitió que el aire dentro de los matraces se intercambiara con aire del exterior, pero impidió la introducción de cualquier microorganismo aerotransportado, que quedaría atrapado en los giros y curvas del cuello de los matraces. Si una fuerza vital además de los microorganismos aerotransportados fuera responsable del crecimiento microbiano dentro de los matraces esterilizados, tendría acceso al caldo, mientras que los microorganismos no lo harían. Él predijo correctamente que el caldo esterilizado en sus matraces de cuello de cisne permanecería estéril mientras los cuellos de cisne permanecieran intactos. Sin embargo, en caso de romperse los cuellos, se introducirían microorganismos, contaminando los matraces y permitiendo el crecimiento microbiano dentro del caldo.

El conjunto de experimentos de Pasteur refutó irrefutablemente la teoría de la generación espontánea y le valió el prestigioso Premio Alhumbert de la Academia de Ciencias de París en 1862. En una conferencia posterior en 1864, Pasteur articuló “Omne vivum ex vivo” (“La vida solo viene de la vida”). En esta conferencia, Pasteur relató su famoso experimento de matraces de cuello de cisne, afirmando que “... la vida es un germen y un germen es la vida. Nunca la doctrina de la generación espontánea se recuperará del golpe mortal de este sencillo experimento”. ⁴ A crédito de Pasteur, nunca lo ha hecho.

Figura\(\PageIndex{3}\): a) El científico francés Louis Pasteur, quien refutó definitivamente la largamente disputada teoría de la generación espontánea. b) La característica única de cuello de cisne de los matraces utilizados en el experimento de Pasteur permitió la entrada de aire al matraz pero impidió la entrada de esporas bacterianas y fúngicas. c) El experimento de Pasteur constó de dos partes. En la primera parte, se hirvió el caldo en el matraz para esterilizarlo. Cuando este caldo se enfrió, permaneció libre de contaminación. En la segunda parte del experimento, se hirvió el matraz y luego se partió el cuello. El caldo en este matraz se contaminó. (crédito b: modificación de obra por “Wellcome Images” /Wikimedia Commons)

Ejercicio\(\PageIndex{3}\)

1. ¿Cómo permitió que el diseño experimental de Pasteur entrara aire, pero no microbios, y por qué era esto importante?
2. ¿Cuál fue el grupo control en el experimento de Pasteur y qué mostró?

Resumen

• La teoría de la generación espontánea afirma que la vida surgió de la materia no viva. Era una creencia de larga data que se remonta a Aristóteles y a los antiguos griegos.
• La experimentación de Francesco Redi en el siglo XVII presentó la primera evidencia significativa que refuta la generación espontánea al mostrar que las moscas deben tener acceso a la carne para que los larvas se desarrollen en la carne. Destacados científicos diseñaron experimentos y argumentaron tanto en apoyo de (John Needham) como en contra de (Lazzaro Spallanzani) generación espontánea.
• A Louis Pasteur se le atribuye haber refutado de manera concluyente la teoría de la generación espontánea con su famoso experimento de matraz de cuello de cisne. Posteriormente propuso que “la vida sólo viene de la vida”.

Notas al pie

1. 1 K. Zwier. “Aristóteles sobre la Generación Espontánea”. www.sju.edu/int/academics/cas... R.% 20Zwier.pdf
2. 2 E. Capanna. “Lazzaro Spallanzani: En las raíces de la biología moderna”. Revista de Zoología Experimental 285 núm. 3 (1999) :178—196.
3. 3 R. Mancini, M. Nigro, G. Ippolito. “Lazzaro Spallanzani y su refutación de la teoría de la generación espontánea”. Le Infezioni en Medicina 15 núm. 3 (2007) :199—206.
4. 4 R. Vallery-Radot. La vida de Pasteur, trans. R.L. Devonshire Nueva York: McClure, Phillips and Co, 1902, 1:142.