Microbiología

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

La teoría de la generación espontánea

La El filósofo griego Aristóteles (384–322 a. C.) fue uno de los primeros eruditos registrados en articular la teoría de la generación espontánea, la noción de que la vida puede surgir de la materia inerte. Aristóteles propuso que la vida surgía de material inanimado si el material contenía pneuma («calor vital»). Como evidencia, señaló varios casos de aparición de animales de ambientes previamente desprovistos de tales animales, como la aparición aparentemente repentina de peces en un nuevo charco de agua.

Esta teoría persistió hasta el siglo XVII, cuando los científicos llevaron a cabo experimentos adicionales para respaldarla o refutarla. En ese momento, los defensores de la teoría citaron cómo las ranas simplemente parecen aparecer a lo largo del fango a orillas del río Nilo en Egipto durante la inundación anual. Otros observaron que los ratones simplemente aparecían entre el grano almacenado en graneros con techos de paja. Cuando el techo tenía goteras y el grano se moldeaba, aparecían ratones. Jan Baptista van Helmont, un científico flamenco del siglo XVII, propusieron que los ratones podrían 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 la población de ratones. ns florecer.

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 gusanos (las larvas de moscas) se generan espontáneamente en la carne que se deja al aire libre. Predijo que evitar que las moscas tengan contacto directo con la carne también evitaría la aparición de gusanos. Redi dejó la carne en cada uno de los seis recipientes (Figura 1). Dos estaban abiertos al aire, dos estaban cubiertos con gasa y dos estaban sellados herméticamente. Su hipótesis fue apoyada cuando se desarrollaron gusanos en los frascos descubiertos, pero no aparecieron gusanos ni en los frascos cubiertos con gasa ni en los cerrados herméticamente. Llegó a la conclusión de que los gusanos solo podían formarse cuando se permitía que las moscas pusieran huevos en la carne y que los gusanos eran descendientes de moscas, no producto de una generación espontánea.

Figura 1. La configuración experimental de Francesco Redi consistió en un recipiente abierto, un recipiente sellado con una tapa de corcho y un recipiente cubierto con una malla que dejaba entrar el aire pero no las moscas . Los gusanos solo aparecieron en la carne en el recipiente abierto. Sin embargo, también se encontraron gusanos en la gasa del recipiente cubierto con gasa.

En 1745, John Needham (1713-1781) publicó un informe de sus propios experimentos, en los que hervía brevemente caldo infundido con materia vegetal o animal, con la esperanza de matar todos los microbios preexistentes. 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 deben haber surgido espontáneamente. Sin embargo, en realidad, probablemente no hirvió el caldo lo suficiente para matar a todos los microbios preexistentes.

Sin embargo, Lazzaro Spallanzani (1729-1799) no estuvo de acuerdo con las conclusiones de Needham y realizó cientos de experimentos cuidadosamente ejecutados utilizando caldo calentado. Como 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 contradecían los hallazgos de Needham: los matraces calentados pero sellados permanecían transparentes, sin ningún signo de crecimiento espontáneo, a menos que los matraces se abrieran posteriormente al aire. Esto sugirió que se introdujeron microbios en estos matraces desde el aire.En respuesta a los hallazgos de Spallanzani, Needham argumentó que la vida se origina a partir de una «fuerza vital» que fue destruida durante la ebullición prolongada de Spallanzani. Cualquier sellado posterior de los frascos impidió que ingresara nueva fuerza vital y causara una generación espontánea (Figura 2).

Figura 2. (a) Francesco Redi, quien demostró que los gusanos eran descendientes de moscas, no productos de generación espontánea. (b) John Needham, quien argumentó que los microbios surgían espontáneamente en el caldo de una «fuerza vital». (c) Lazzaro Spallanzani, cuyos experimentos con caldo tenían como objetivo refutar los de Needham.

Refutando la generación espontánea

El debate sobre la generación espontánea continuó hasta bien entrado el siglo XIX, y los científicos actuaron como defensores de ambos lados. Para zanjar 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 desafío. En 1858, Pasteur filtró el aire a través de un filtro de algodón de pistola y, tras un 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 más bien en el aire. microorganismos.

Posteriormente, Pasteur elaboró una serie de frascos de cuello largo y retorcido (frascos de «cuello de cisne»), en los que hervía caldo para esterilizarlo (Figura 3). Su diseño permitió que el aire dentro de los matraces se intercambiara con aire del exterior, pero evitó la introducción de microorganismos en el aire, que quedarían atrapados en los giros y curvas de los cuellos de los matraces. Si una fuerza vital además de los microorganismos transportados por el aire fuera responsable del crecimiento microbiano dentro de los matraces esterilizados, tendría acceso al caldo, mientras que los microorganismos no. Él predijo correctamente que el caldo esterilizado en sus frascos de cuello de cisne permanecería estéril mientras los cuellos de cisne permanecieran intactos. Sin embargo, si los cuellos se rompieran, se introducirían microorganismos que contaminarían los frascos y permitirían 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 sólo viene de la vida»). En esta conferencia, Pasteur relató su famoso experimento con matraz de cuello de cisne, afirmando que «la vida es un germen y un germen es vida. Nunca se recuperará la doctrina de la generación espontánea del golpe mortal de este simple experimento». Para crédito de Pasteur, nunca lo ha hecho.

Figura 3. (a) El científico francés Louis Pasteur, quien refutó definitivamente la teoría de la generación espontánea, discutida durante mucho tiempo. (b) La característica única de cuello de cisne de los matraces utilizados en el experimento de Pasteur permitió que el aire entrara en el matraz pero impidió la entrada de esporas de bacterias y hongos. (c) El experimento de Pasteur consistió en de dos partes. En la primera parte se hirvió el caldo del frasco para esterilizarlo. Al enfriarse este caldo quedó libre de contaminación. En la segunda parte del experimento se hirvió el frasco y luego se rompió el cuello apagado. El caldo de este frasco se contaminó. (crédito b: modificación del trabajo de «Wellcome Images» / Wikimedia Commons)