AVANCES DE LA BIOLOGIA EN EL SIGLO XX

El progreso de la Biología en el siglo XX esta en consonancia con los avances de la ciencia. Encontramos, combinados, los avances de la Física y la Química. En el siglo XIX Charles Darwin formula la teoría de la evolución (en 1859), Matthias Schleiden y Theodore Schwann formulan la teoría celular, Louis Pasteur la teoría de la naturaleza microbiana de las enfermedades infecciosas, y perfecciona las técnicas de vacunación; y Georg Mendel descubre las leyes de la herencia genética, que expone en 1861. A partir de aquí el avance es espectacular. Santiago Ramón y Cajal descubre las neuronas, por lo que recibe el premio Nobel en 1906, Ivan Petrovich Paulov el reflejo condicionado, por lo que recibe el premio Nobel en 1904, Alexander Fleming la penicilina en 1928. Thomas Hunt Morgan y Calvin Blackman Bridges formulan la teoría cromosómica de la herencia entre 1930 y 1933. Aparece la bioquímica, fundamental en nuestros días. Oswald Theodore Avery descubre el ADN como material hereditario en 1944. James Watson y Francis Crick descubren la estructura molecular del ADN, en 1953. El ADN fue sintetizado por Arthur Kornberg en 1955. Severo Ochoa de Albornoz sintetiza el ARN en 1955. Marahall Niremberg y Har Gobind Jorana descubren el código genético, por lo que reciben le premio Nobel en 1968. En los años 1970 aparecen los primeros organismos alterados por ingeniería genética. Las investigaciones de la estructura de los seres vivos llevan a permitir la manipulacióngenética de las plantas que sirven de alimento, y posteriormente de los animales. Esto permite la revolución verde, y en la actualidad los alimentos transgénicos.

A principios del siglo XX el conocimiento basico de la estructura celular permitió establecer las bases citológicas de los fenómenos hereditarios al comenzar a interpretarse los datos de la genética por medio del comportamiento de los cromosomas. Thomas Morgan, psicólogo y científico americano, y sus colaboradores dieron a conocer sus trabajos sobre la teoría cromosómica de la herencia, donde señalaron como se establece la ubicación de los genes o factores hereditarios en los cromosomas y sus relaciones recíprocas.
Es aquí donde se consolidan y desarrollan los aspectos químicos de la fisiología que llegaron a constituir una rama autónoma de la bioquímica.
La era de la biología molecular se inició en 1953 con el descubrimiento de la biología molecular del ADN por parte de F. Crick y J. Watson. Esta invención estuvo precedida por la invención del microscopio, lo que supuso otro gran avance para la evolución de la Biología.
En 1892, Dmitri Ivanowski y posteriormente, en 1899, Martinus Beijerinck descubren agentes patógenos filtrables (los virus); el primero de ellos, el virus del mosaico del tabaco que sera posteriormente cristalizado por Wendell Stanley en 1935 quien demostró que, cristalizado, seguía siendo infeccioso; aunque no llegó a determinar si el material infeccioso era el acido nucleico o la proteína.
Ya en el sigloXX, con la aparición de las teorías de Oparin sobre el origen de la vida en 1924, se inicia la visión actualmente existente sobre la comprensión de este proceso y se sientan las bases de la evolución prebiológica, que intenta explicar el paso progresivo de la materia a la vida, continuada por muchos investigadores, como Miller, Haldane, Fox, Oró, etc. En 1932, Krebs el ciclo del acido cítrico. En 1950, Lynen describe la ruta de oxidación de los acidos grasos.
Por otra parte, también tiene lugar el desarrollo de técnicas de separación molecular para la determinación de la composición de distintas fracciones celulares; en 1906 Tswett utiliza por vez primera la cromatografía para separar pigmentos vegetales; la electroforesis es introducida en 1933, permitiendo la separación de proteínas en solución. Asimismo, los métodos de analisis cristalografico basados en la difracción de rayos X, desarrollados por von Laue, W.L. Bragg y W.H. Bragg (1912), contribuyen decisivamente al estudio de la estructura de las biomoléculas, especialmente de las proteínas y los acidos nucleicos y conduce a que Michel en 1985 describa, por primera vez, la estructura del centro de reacción fotosintético de Rhodopseudomonas viridis. Starling, en 1902, proporciona la primera prueba sobre la existencia de las hormonas, al comprobar la secreción de jugo pancreatico por estimulación de la mucosa intestinal con unas gotas de acido clorhídrico, habiendo previamente denervado el intestino, lo que le hizo pensar en la existencia deun mensajero químico, que aisló y denominó secretina.
En 1907, Harrison consigue cultivar fragmentos de médula espinal de anfibio y comprobar así el crecimiento de los axones. Estos experimentos serían el punto de partida para las técnicas de cultivos celulares. En 1920. Loewi comprobó que la estimulación del nervio vago de un corazón, libera al medio una sustancia capaz de producir, sobre otro corazón, los mismos efectos que la estimulación vagal. Esta sustancia fue identificada posteriormente como acetilcolina. Estos descubrimientos, junto con los estudios de Hodgkin, Huxley y Katz sobre los cambios de potencial eléctrico celular, constituyen el fundamento de la Neurobiología. Peyton Rous descubre en 1911 que un virus puede causar cancer. En 1915, Fredrick Twort descubre el primer bacteriófago término acuñado por d´Herrelle en 1917. En 1928, Griffith descubre el fenómeno de la transformación en bacterias, estableciendo la fundación de lo que conocemos como Genética Molecular. En 1929, Fleming publica el primer artículo describiendo la penicilina y su efecto en microorganismos gram positivos. Cuando la penicilina puede producirse en grandes cantidades en los años cuarenta, nace la “era de los antibióticos”. En 1931, Van Niel muestra que las bacterias fotosintéticas usan compuestos reducidos como donadores de electrones sin producir oxígeno; él postula que las plantas usan agua como fuente de electrones y por eso, liberan oxígeno. A partir de los años cuarenta, la bacteriología va a serfundamental para, por una parte, probar que el ADN, no las proteínas, es el material genético celular y, por otra parte, para abrir el camino hacia las tecnologías de ADN recombinante y hacia la era de la genómica que comienza con la secuenciación en 1995 de dos genomas bacterianos. Crick postula en 1958 la existencia del ARN de transferencia que, con el descubrimiento en 1961 del ARN mensajero, constituyen las piezas clave de los mecanismos de expresión génica. Se emprende una de las carreras mas apasionantes de la historia de la Biología: el desciframiento del código genético, llevada a cabo por los grupos de Nieremberg, Ochoa y Khorana. En 1961, como resultado del extenso trabajo realizado sobre la inducción enzimatica en Escherichia coli, Jacob, Monod y Lwoff formulan un modelo de regulación de la transcripción génica: el modelo del operón, donde unos genes pueden regular la actividad de otros genes y da una explicación en términos moleculares de la adaptación del metabolismo bacteriano a los cambios ambientales. A principios de los setenta comienza el auge del estudio de sistemas eucarióticos. El virus que causa el síndrome de inmunodeficiencia en humanos fue descubierto por el equipo de Luc Montagnier en 1983. El nacimiento en 1995 de la oveja clónica Dolly, obtenida a partir de una célula mamaria de una oveja adulta, desató la polémica sobre la posible aplicación futura de la técnica, que se reveló imperfecta, desarrollada por Ian Wilmut y colaboradores en el Instituto Roslin de Edimburgo.