refutacion de la teoria de la generacion espontanea
¿La vida proviene de la vida o existe la
fuerza vital? La comprensión verdadera de la importancia de los microorganismos
en el mundo comenzó como resultado de la controversia sobre la generación de
materia viviente a partir de la materia muerta.
En un principio existían dos escuelas bien definidas de pensamiento: aquélla que tomando a Lucrecio al pie de la letra apoyaba la idea de que se podrían generar animales a partir de materia muerta gracias a la existencia de una "fuerza vital" (generación espontánea) y la que decía que la vida sólo se genera a partir de vida (en latín omne vivum ex vivo). Los antiguos que creían en la generación espontánea daban recetas para preparar "ratones" a partir de comida en putrefacción. Opuestas a este punto de vista eran las ideas de Redi, quien en 1668 mostró que la aparente generación espontánea de larvas en la carne provenía de la visita de las moscas que ponían huevecillos sobre ella. Sin embargo, Needham, otro investigador, hirvió extracto de carne en un frasco, lo tapó y encontró que después de algunos días aparecían criaturas que se movían. Esto, aunado a la idea de que los organismos vivientes morían al ser hervidos, llevó a pensar que dichos organismos eran realmente producto de la generación espontánea.
Más tarde, Spallanzani llevó a cabo experimentos más cuidadosos con los que demostró que los organismos grandes eran destruidos al ser hervidos durante 30 segundos, pero los microorganismos sobrevivían y se desarrollaban aunque los frascos estuvieran herméticamente cerrados. Después de muchos ensayos, encontró que si hervía los frascos parcialmente cerrados durante 45 minutos, el contenido se mantenía sin contaminarse casi indefinidamente, y sólo si se permitía la entrada de aire, el contenido entraba en putrefacción rápidamente. Estos resultados llevaron a pensar que, al hervir el contenido, el aire del frasco se hacía inadecuado para la existencia de vida en su interior y esto era interpretado como la ausencia de la "fuerza vital".
Un cocinero francés, llamado Francois Appert, a principios del siglo XIX desarrolló el arte de preservar comida en frascos sellados: lo lograba hirviendo el contenido dentro del frasco y cerrándolo sin permitir la entrada de aire fresco. Observó que así el contenido se mantenía libre de microorganismos por tiempo indefinido. Este hallazgo lo llevó no solamente a fundar una importante industria, la de las conservas, sino a ser inmensamente rico.
La objeción a los experimentos de Spallanzani de que al hervir el contenido de los frascos se terminaba con la "fuerza vital" fue descartada por un experimento de Schultze en 1836. Éste consistió en que el recipiente que contenía extracto de carne fue conectado a otros dos recipientes, uno de los cuales contenía ácido sulfúrico y el otro potasa; a través de éstos se hizo pasar lentamente aire fresco todos los días durante tres meses y el extracto de carne no se contaminó. La clave del éxito de este experimento se debió a que las conexiones con ambos recipientes se hicieron inmediatamente después de hervir el extracto de carne, lo cual evitó la contaminación del extracto.
Theodor Schwann, en 1837, llevó a cabo un experimento similar, pero la diferencia consistió en que el aire fresco se hacía pasar por un recipiente que contenía un metal fundido en ebullición y de esta forma cualquier materia orgánica se mantenía estéril en el interior. Sin embargo, cuando se dejaba pasar aire fresco sin entrar en contacto con el metal fundido, el contenido se contaminaba invariablemente, con bacterias para el caso del extracto de carne y con levaduras para una solución con azúcar. La interpretación que dio Schwann a sus resultados fue la siguiente: "Los microorganismos que deben estar presentes en el aire son destruidos al hacer pasar el aire por un líquido incandescente. Por lo tanto, la putrefacción sin duda se debe al hecho de que estos gérmenes, al nutrirse y desarrollarse a costa de esta sustancia, la descomponen y sobreviene la putrefacción."
Más tarde, la técnica de estos experimentos fue simplificada y en 1853 Schroeder y Von Dush descubrieron que, después de hervir el recipiente, bastaba con cerrar el extremo abierto con un tapón de algodón. De esta manera, el aire que entraba a través del algodón se filtraba al pasar por los múltiples y tortuosos caminos dentro del mismo. Estos experimentos abrieron el camino sobre el cual se basaron los métodos para cultivar bacterias. Dos postulados importantes se derivan de estos resultados: el primero consiste en hacer un medio de cultivo adecuado que esté libre de microorganismos y esto se logra hirviéndolo; el segundo consiste en mantener el medio estéril por largo tiempo y esto se logra evitando la entrada de los microorganismos que están suspendidos en el aire.
A pesar de estos avances, los resultados de Spallanzani, Schultze y Schwann no fueron aceptados por la mayoría del público científico de la época. Hoy en día sabemos que muchos microorganismos resisten temperaturas hasta de l00°C durante varias horas. Esto ayudó a los que pensaban que la generación espontánea era un hecho, ya que un solo experimento fallido era utilizado como evidencia para la existencia de esta teoría. Koch, más tarde, llevó a cabo estudios sobre el bacilo del ántrax y encontró que las esporas de algunas bacterias eran altamente resistentes al calor y que sólo se destruían a l20°C o más, y eso al cabo de 20 minutos.
Pasteur fue quien desechó la teoría de la generación espontánea. Fue el genio de Louis Pasteur (1822-1895) quien finalmente persuadió al pensamiento científico sobre lo verdadero de la generalización tan claramente formulada por Schwann en 1837. Pasteur se valió de una combinación de habilidad científica, persuasión y un sentido muy particular del drama. Su experimento consistió básicamente en hervir infusiones en un aparato tal que, cuando el contenido se enfriaba, el aire que entraba era calentado y luego vuelto a enfriar al pasar por una camisa enfriada con agua. Bajo estas condiciones la infusión se conservaba libre de contaminación. La figura 3 ilustra el aparato tal como fue diseñado por Pasteur. Sin embargo, el experimento más sorprendente fue aquel en el que Pasteur mostró cómo un medio nutritivo permanecía estéril aun cuando estuviera comunicado con el exterior. Para esto diseñó unos frascos especiales (Figura 4) en los que, como se puede ver, se permite la entrada de aire, pero no se contaminan porque en el primer doblez del cuello se retienen los posibles microbios contaminantes. Estos frascos se encuentran hoy en día tal y como los dejó este notable hombre de ciencia.
Pasteur confirmó también los experimentos de Schroeder y Von Dusch, quienes hirvieron una infusión de carne y cerraron los frascos con tapones de algodón. Este experimento lo amplió Pasteur utilizando tapones de nitrato de celulosa en lugar de algodón, para después disolver el tapón en alcohol, de tal forma que los gérmenes atrapados en el tapón fueran liberados; después examinó el contenido del tapón bajo el microscopio y observó partículas globulares que semejaban esporas de hongos y bacterias.
A pesar del éxito de los experimentos de Pasteur no siempre se lograba reproducirlos, y esto se debía principalmente a la resistencia de ciertas esporas o microbios a las altas temperaturas. Sin embargo, tal dificultad no pudo opacar el concepto general que Pasteur logró aclarar.
El físico Tindall estaba interesado en los fenómenos de la dispersión de la luz en el agua y en el aire (fenómeno que ahora se conoce como efecto Tindall) y sus observaciones se apoyaron en los experimentos de Pasteur. Tindall encontró que un rayo de luz puede observarse mejor cuando el humo de un cigarrillo pasa a través de él. Lo mismo ocurre en un cámara en cuyo interior hay aire normal. Al pasar un rayo de luz se observarán pequeñas partículas que flotan y que, él pensó, podían ser atribuidas a la presencia de los microorganismos responsables del fenómeno de putrefacción. Tindall mostró que el aire normal contenido en una cámara hermética presenta una serie de partículas diminutas que se hacen aparentes al incidir un rayo de luz en la cámara. Sin embargo, después de algunas semanas las partículas se depositan en el fondo y el rayo de luz ya no es dispersado. A esto Tindall lo llamó cámara ópticamente vacía.
En 1869 este físico inglés demostró que al llenarse una cámara con aire que se forzaba a pasar a través de un algodón, se lograba obtener aire ópticamente vacío. La relación de sus experimentos con los de Schwann y Pasteur fue obvia para él: las pequeñas partículas no eran otra cosa que microorganismos. Demostró que el aire ópticamente vacío no iniciaba el proceso de putrefacción. En 1876 diseñó una cámara (Figura 5) que permitía observar tanto la presencia de partículas contenidas en el aire como la putrefacción de cualquier sustancia depositada en el interior de la cámara. Esta cámara tenía además una entrada para depositar la muestra (B) y una ventilación que servía también para equilibrar las presiones (A) y consistía en un tubo con varios dobleces. Para determinar la presencia de partículas en el aire, el rayo de luz (E) se hacía pasar como se muestra en la figura.
El 10 de septiembre de 1875 se cerró la caja de Tindall y, al pasar el rayo de luz, éste se hizo aparente por la presencia de las partículas suspendidas en el aire. Para el 13 de septiembre, el aire en su interior estaba ópticamente vacío. El experimento se llevó a cabo utilizando un caldo de cultivo que fue depositado en los tubos de ensayo del interior. El caldo hirvió durante 5 minutos al ser sumergidos los tubos en un baño hirviente de salmuera. Por otra parte, otros tubos que también fueron hervidos se dejaron fuera de dicha caja. Para el cuarto día, los tubos que quedaron fuera de la caja estaban ya turbios mientras que los que estaban en su interior se mantuvieron trasparentes durante 4 meses. Al abrir la caja el contenido de los tubos se volvió turbio en 4 días. Estos experimentos se repitieron en varias ocasiones con otro tipo de infusiones siempre con el mismo resultado y éxito. La inferencia era clara, el aire ordinario contiene normalmente cantidades variables de microbios y son a éstos precisamente a los que se debe la mal llamada "generación espontánea".
La fermentación debe estar asociada a un microbio. A pesar de que Pasteur logró demostrar que la contaminación de un caldo de cultivo se debe a la presencia de microorganismos, seguía siendo importante saber cómo ocurrían los procesos de putrefacción de la materia. Así fue como otra serie casi innumerable de sucesos ocurrieron y permitieron descartar definitivamente las ideas sobre la generación espontánea. En estudios posteriores sobre la fermentación butírica y la producción de vinagre, Pasteur encontró que estos procesos se debían al desarrollo de microorganismos específicos como son el Vibrion butiricum y el Mycoderma aceti.
A pesar de esto, Liebig consideraba que la putrefacción y la fermentación eran producidas por "fermentos" (del latín fermentum, que viene de fervere hervir y se refiere a la evolución del gas) que, según él, consistían de materia orgánica en descomposición. Se consideraban fermentos, por ejemplo, las partículas de queso viejo que al mezclarse con un poco de leche hervida hacían que ésta se acidificara rápidamente y, según Liebig, tal reacción se debía a la existencia de fermentos. La existencia de levaduras, que para Pasteur explicaba la fermentación, para Liebig sólo significaba que estos microorganismos, al morir, se descomponían y, por lo tanto, actuaban también como fermento. Sin embargo, Pasteur finalmente demostró que las levaduras originan el proceso de fermentación mientras crecen. En resumen, Pasteur aclaró los conceptos sobre la fermentación y definió que ésta es el producto de una reacción que lleva a cabo un microorganismo y que cada microorganismo tiene su propio tipo característico de fermentación. Las levaduras producen alcohol, las bacterias lácticas ácido láctico, el vibrión butírico ácido butírico, etcétera.
Otro investigador de la época, Gay-Lussac, proponía que la fermentación era el resultado de una serie de reacciones químicas. Sin embargo, sus resultados eran poco refinados como para que se sostuvieran ante las evidencias de Pasteur. Edward Buchner, más adelante, logró demostrar en forma accidental que la fermentación ocurría en un extracto de levaduras, y comenzó a pensar en la fermentación como una cadena de reacciones químicas que podían ocurrir aun en ausencia del microorganismo.
En un principio existían dos escuelas bien definidas de pensamiento: aquélla que tomando a Lucrecio al pie de la letra apoyaba la idea de que se podrían generar animales a partir de materia muerta gracias a la existencia de una "fuerza vital" (generación espontánea) y la que decía que la vida sólo se genera a partir de vida (en latín omne vivum ex vivo). Los antiguos que creían en la generación espontánea daban recetas para preparar "ratones" a partir de comida en putrefacción. Opuestas a este punto de vista eran las ideas de Redi, quien en 1668 mostró que la aparente generación espontánea de larvas en la carne provenía de la visita de las moscas que ponían huevecillos sobre ella. Sin embargo, Needham, otro investigador, hirvió extracto de carne en un frasco, lo tapó y encontró que después de algunos días aparecían criaturas que se movían. Esto, aunado a la idea de que los organismos vivientes morían al ser hervidos, llevó a pensar que dichos organismos eran realmente producto de la generación espontánea.
Más tarde, Spallanzani llevó a cabo experimentos más cuidadosos con los que demostró que los organismos grandes eran destruidos al ser hervidos durante 30 segundos, pero los microorganismos sobrevivían y se desarrollaban aunque los frascos estuvieran herméticamente cerrados. Después de muchos ensayos, encontró que si hervía los frascos parcialmente cerrados durante 45 minutos, el contenido se mantenía sin contaminarse casi indefinidamente, y sólo si se permitía la entrada de aire, el contenido entraba en putrefacción rápidamente. Estos resultados llevaron a pensar que, al hervir el contenido, el aire del frasco se hacía inadecuado para la existencia de vida en su interior y esto era interpretado como la ausencia de la "fuerza vital".
Un cocinero francés, llamado Francois Appert, a principios del siglo XIX desarrolló el arte de preservar comida en frascos sellados: lo lograba hirviendo el contenido dentro del frasco y cerrándolo sin permitir la entrada de aire fresco. Observó que así el contenido se mantenía libre de microorganismos por tiempo indefinido. Este hallazgo lo llevó no solamente a fundar una importante industria, la de las conservas, sino a ser inmensamente rico.
La objeción a los experimentos de Spallanzani de que al hervir el contenido de los frascos se terminaba con la "fuerza vital" fue descartada por un experimento de Schultze en 1836. Éste consistió en que el recipiente que contenía extracto de carne fue conectado a otros dos recipientes, uno de los cuales contenía ácido sulfúrico y el otro potasa; a través de éstos se hizo pasar lentamente aire fresco todos los días durante tres meses y el extracto de carne no se contaminó. La clave del éxito de este experimento se debió a que las conexiones con ambos recipientes se hicieron inmediatamente después de hervir el extracto de carne, lo cual evitó la contaminación del extracto.
Theodor Schwann, en 1837, llevó a cabo un experimento similar, pero la diferencia consistió en que el aire fresco se hacía pasar por un recipiente que contenía un metal fundido en ebullición y de esta forma cualquier materia orgánica se mantenía estéril en el interior. Sin embargo, cuando se dejaba pasar aire fresco sin entrar en contacto con el metal fundido, el contenido se contaminaba invariablemente, con bacterias para el caso del extracto de carne y con levaduras para una solución con azúcar. La interpretación que dio Schwann a sus resultados fue la siguiente: "Los microorganismos que deben estar presentes en el aire son destruidos al hacer pasar el aire por un líquido incandescente. Por lo tanto, la putrefacción sin duda se debe al hecho de que estos gérmenes, al nutrirse y desarrollarse a costa de esta sustancia, la descomponen y sobreviene la putrefacción."
Más tarde, la técnica de estos experimentos fue simplificada y en 1853 Schroeder y Von Dush descubrieron que, después de hervir el recipiente, bastaba con cerrar el extremo abierto con un tapón de algodón. De esta manera, el aire que entraba a través del algodón se filtraba al pasar por los múltiples y tortuosos caminos dentro del mismo. Estos experimentos abrieron el camino sobre el cual se basaron los métodos para cultivar bacterias. Dos postulados importantes se derivan de estos resultados: el primero consiste en hacer un medio de cultivo adecuado que esté libre de microorganismos y esto se logra hirviéndolo; el segundo consiste en mantener el medio estéril por largo tiempo y esto se logra evitando la entrada de los microorganismos que están suspendidos en el aire.
A pesar de estos avances, los resultados de Spallanzani, Schultze y Schwann no fueron aceptados por la mayoría del público científico de la época. Hoy en día sabemos que muchos microorganismos resisten temperaturas hasta de l00°C durante varias horas. Esto ayudó a los que pensaban que la generación espontánea era un hecho, ya que un solo experimento fallido era utilizado como evidencia para la existencia de esta teoría. Koch, más tarde, llevó a cabo estudios sobre el bacilo del ántrax y encontró que las esporas de algunas bacterias eran altamente resistentes al calor y que sólo se destruían a l20°C o más, y eso al cabo de 20 minutos.
Pasteur fue quien desechó la teoría de la generación espontánea. Fue el genio de Louis Pasteur (1822-1895) quien finalmente persuadió al pensamiento científico sobre lo verdadero de la generalización tan claramente formulada por Schwann en 1837. Pasteur se valió de una combinación de habilidad científica, persuasión y un sentido muy particular del drama. Su experimento consistió básicamente en hervir infusiones en un aparato tal que, cuando el contenido se enfriaba, el aire que entraba era calentado y luego vuelto a enfriar al pasar por una camisa enfriada con agua. Bajo estas condiciones la infusión se conservaba libre de contaminación. La figura 3 ilustra el aparato tal como fue diseñado por Pasteur. Sin embargo, el experimento más sorprendente fue aquel en el que Pasteur mostró cómo un medio nutritivo permanecía estéril aun cuando estuviera comunicado con el exterior. Para esto diseñó unos frascos especiales (Figura 4) en los que, como se puede ver, se permite la entrada de aire, pero no se contaminan porque en el primer doblez del cuello se retienen los posibles microbios contaminantes. Estos frascos se encuentran hoy en día tal y como los dejó este notable hombre de ciencia.
Pasteur confirmó también los experimentos de Schroeder y Von Dusch, quienes hirvieron una infusión de carne y cerraron los frascos con tapones de algodón. Este experimento lo amplió Pasteur utilizando tapones de nitrato de celulosa en lugar de algodón, para después disolver el tapón en alcohol, de tal forma que los gérmenes atrapados en el tapón fueran liberados; después examinó el contenido del tapón bajo el microscopio y observó partículas globulares que semejaban esporas de hongos y bacterias.
A pesar del éxito de los experimentos de Pasteur no siempre se lograba reproducirlos, y esto se debía principalmente a la resistencia de ciertas esporas o microbios a las altas temperaturas. Sin embargo, tal dificultad no pudo opacar el concepto general que Pasteur logró aclarar.
El físico Tindall estaba interesado en los fenómenos de la dispersión de la luz en el agua y en el aire (fenómeno que ahora se conoce como efecto Tindall) y sus observaciones se apoyaron en los experimentos de Pasteur. Tindall encontró que un rayo de luz puede observarse mejor cuando el humo de un cigarrillo pasa a través de él. Lo mismo ocurre en un cámara en cuyo interior hay aire normal. Al pasar un rayo de luz se observarán pequeñas partículas que flotan y que, él pensó, podían ser atribuidas a la presencia de los microorganismos responsables del fenómeno de putrefacción. Tindall mostró que el aire normal contenido en una cámara hermética presenta una serie de partículas diminutas que se hacen aparentes al incidir un rayo de luz en la cámara. Sin embargo, después de algunas semanas las partículas se depositan en el fondo y el rayo de luz ya no es dispersado. A esto Tindall lo llamó cámara ópticamente vacía.
En 1869 este físico inglés demostró que al llenarse una cámara con aire que se forzaba a pasar a través de un algodón, se lograba obtener aire ópticamente vacío. La relación de sus experimentos con los de Schwann y Pasteur fue obvia para él: las pequeñas partículas no eran otra cosa que microorganismos. Demostró que el aire ópticamente vacío no iniciaba el proceso de putrefacción. En 1876 diseñó una cámara (Figura 5) que permitía observar tanto la presencia de partículas contenidas en el aire como la putrefacción de cualquier sustancia depositada en el interior de la cámara. Esta cámara tenía además una entrada para depositar la muestra (B) y una ventilación que servía también para equilibrar las presiones (A) y consistía en un tubo con varios dobleces. Para determinar la presencia de partículas en el aire, el rayo de luz (E) se hacía pasar como se muestra en la figura.
El 10 de septiembre de 1875 se cerró la caja de Tindall y, al pasar el rayo de luz, éste se hizo aparente por la presencia de las partículas suspendidas en el aire. Para el 13 de septiembre, el aire en su interior estaba ópticamente vacío. El experimento se llevó a cabo utilizando un caldo de cultivo que fue depositado en los tubos de ensayo del interior. El caldo hirvió durante 5 minutos al ser sumergidos los tubos en un baño hirviente de salmuera. Por otra parte, otros tubos que también fueron hervidos se dejaron fuera de dicha caja. Para el cuarto día, los tubos que quedaron fuera de la caja estaban ya turbios mientras que los que estaban en su interior se mantuvieron trasparentes durante 4 meses. Al abrir la caja el contenido de los tubos se volvió turbio en 4 días. Estos experimentos se repitieron en varias ocasiones con otro tipo de infusiones siempre con el mismo resultado y éxito. La inferencia era clara, el aire ordinario contiene normalmente cantidades variables de microbios y son a éstos precisamente a los que se debe la mal llamada "generación espontánea".
La fermentación debe estar asociada a un microbio. A pesar de que Pasteur logró demostrar que la contaminación de un caldo de cultivo se debe a la presencia de microorganismos, seguía siendo importante saber cómo ocurrían los procesos de putrefacción de la materia. Así fue como otra serie casi innumerable de sucesos ocurrieron y permitieron descartar definitivamente las ideas sobre la generación espontánea. En estudios posteriores sobre la fermentación butírica y la producción de vinagre, Pasteur encontró que estos procesos se debían al desarrollo de microorganismos específicos como son el Vibrion butiricum y el Mycoderma aceti.
A pesar de esto, Liebig consideraba que la putrefacción y la fermentación eran producidas por "fermentos" (del latín fermentum, que viene de fervere hervir y se refiere a la evolución del gas) que, según él, consistían de materia orgánica en descomposición. Se consideraban fermentos, por ejemplo, las partículas de queso viejo que al mezclarse con un poco de leche hervida hacían que ésta se acidificara rápidamente y, según Liebig, tal reacción se debía a la existencia de fermentos. La existencia de levaduras, que para Pasteur explicaba la fermentación, para Liebig sólo significaba que estos microorganismos, al morir, se descomponían y, por lo tanto, actuaban también como fermento. Sin embargo, Pasteur finalmente demostró que las levaduras originan el proceso de fermentación mientras crecen. En resumen, Pasteur aclaró los conceptos sobre la fermentación y definió que ésta es el producto de una reacción que lleva a cabo un microorganismo y que cada microorganismo tiene su propio tipo característico de fermentación. Las levaduras producen alcohol, las bacterias lácticas ácido láctico, el vibrión butírico ácido butírico, etcétera.
Otro investigador de la época, Gay-Lussac, proponía que la fermentación era el resultado de una serie de reacciones químicas. Sin embargo, sus resultados eran poco refinados como para que se sostuvieran ante las evidencias de Pasteur. Edward Buchner, más adelante, logró demostrar en forma accidental que la fermentación ocurría en un extracto de levaduras, y comenzó a pensar en la fermentación como una cadena de reacciones químicas que podían ocurrir aun en ausencia del microorganismo.