Módulo Respiración 2022 by ingrid vera

LA RESPIRACIÓN:

DE SOPLO VITAL A PROBLEMA DE CONOCIMIENTO

MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL DEPARTAMENTO DE FÍSICA

BOGOTÁ, D. C.

FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE FÍSICA

Profesores: STEINER VALENCIA VARGAS INGRID VERA OSPINA ANDREA TOLEDO ARANDA

Autores: STEINER VALENCIA VARGAS OLGA MÉNDEZ NÚÑEZ GLADYS JIMÉNEZ GÓMEZ

BOGOTÁ, D. C.

Portada: El aliento vital le es arrebatado al difunto (grabado alemán 1508)

Todo concepto en el que está concluido un proceso completo, se resiste a la definición; sólo lo que no tiene historia es definible. F. Nietzsche A partir del estudio de los organismos vivos podemos apreciar mejor cuán primitiva es todavía la Física. A. Einstein

TABLA DE CONTENIDO PRESENTACIÓN ______________________________________________________________ 6 CONSIDERACIONES METODOLÓGICAS _________________________________________ 9 PRIMERA SESIÓN ___________________________________________________________ 10

DE LA EXPERIENCIA A LA PREGUNTA… ____________________________________ 10

Actividades Preliminares ___________________________________________________________ 10 Actividades Presenciales ___________________________________________________________ 11

SEGUNDA SESIÓN ___________________________________________________________ 12

DE LA PREGUNTA A LA ARTIFICIALIZACIÓN DE LA EXPERIENCIA… ____________ 12

Actividades Preliminares ___________________________________________________________ 12 Actividades Presenciales ___________________________________________________________ 12

TERCERA Y CUARTA SESIÓN _________________________________________________ 13

DE LA ARTIFICIALIZACIÓN DE LA EXPERIENCIA A LA ACTUALIZACIÓN DEL PROBLEMA… ___________________________________________________________ 13

Actividades Preliminares ___________________________________________________________ 13 Actividades Presenciales ___________________________________________________________ 13

QUINTA SESIÓN ____________________________________________________________ 14

LA RESPIRACIÓN: UN PROBLEMA DE CONOCIMIENTO ________________________ 14

Actividades Preliminares ___________________________________________________________ 14 Actividades Presenciales ___________________________________________________________ 14

BIBLIOGRAFÍA ______________________________________________________________ 15 LECTURAS DE APOYO _______________________________________________________ 16

EL MECANICISMO ______________________________________________________ 17

François Jacob____________________________________________________________________ 17

MÁQUINA Y ORGANISMO ________________________________________________ 27

Georges Canguilhem* _____________________________________________________________ 27

DE LA CONTEMPLACIÓN A LA COMPRENSIÓN DE LOS SERES VIVOS ___________ 49

Steiner Valencia V., Olga Mercedes Méndez N., José Pablo Garzón O., Gladys Jiménez G. __ 49

AIRES, AGUAS Y LUGARES _______________________________________________ 64

Hipócrates _______________________________________________________________________ 64

EL DESCUBRIMIENTO DE LA CIRCULACIÓN MAYOR. DE LA CANTIDAD DE SANGRE QUE PASA POR EL CORAZÓN DE LAS VENAS A LAS ARTERIAS Y DEL MOVIMIENTO CIRCULAR DE LA SANGRE ________________________________________________ 68 William Harvey ___________________________________________________________________ 68

EL DESCUBRIMIENTO DEL OXIGENO ______________________________________ 75

Joseph Priestley ___________________________________________________________________ 75

LA OXIDACIÓN Y LA RESPIRACIÓN ANIMAL ________________________________ 81

Antoine Laurent de Lavoisier _______________________________________________________ 81

EVOLUCIÓN DEL SIGNIFICADO DE UN CONOCIMIENTO. HISTORIA DEL CAMPO CONCEPTUAL DE LA RESPIRACIÓN_________________________________________ 87

André Giordan, et. al. ______________________________________________________________ 87

LOS FUNDAMENTOS QUÍMICOS DE LA VIDA: EL DESARROLLO DE LA BIOQUÍMICA EN EL SIGLO XX __________________________________________________________ 126

Gardland Allen __________________________________________________________________126

PRESENTACIÓN La respiración es un verdadero concepto encrucijada, pues está, de igual manera, íntimamente ligada a la palabra, a las sensaciones afectivas, a las emociones o a la relajación en el hombre André Giordan

¡Respire profundo! ¡Busque un ambiente saludable donde pueda respirar aire puro! ¡Respire... cuente hasta diez! ¡Quisiera ser el aire que respiras! Expresiones tan desprevenidas como estas circulan en nuestros contextos cotidianos y se relacionan con ideas que analogan respiración con vida. Desde esta analogía la respiración “aparece” como una cualidad propia de unos seres (los seres vivos) o como una manifestación que hace de la vida un hecho. La respiración nos patentiza como seres vivos y nos vincula con las demás formas vivientes: “Es un ser vivo porque respira” y “Respira porque es un ser vivo”. El desplazamiento de esta identidad ontológica en la que respirar es vivir, por el interés de explicar las condiciones, los mecanismos, las sustancias que intervienen, los recorridos que se llevan a cabo o los órganos donde se realiza, hicieron posible que pensadores como Descartes, Hipócrates, Harvey, Priestley, Lavoisier, entre otros, constituyeran un campo de saber desde el cual es posible hablar de la respiración como un problema de conocimiento para la ciencia, es decir, como un “fenómeno” artificializado que se desliga de la experiencia primaria enriqueciéndola pero transformándola. Así, por ejemplo, Descartes en su preocupación por explicar la relación entre calor y vida, considera la respiración como un “evento” plurifuncional en el que se ponen en juego ideas de transporte sanguíneo, refrigeración y calentamiento del cuerpo. ... si examinamos cómo se comunica ese calor a los otros miembros no es necesario acaso confesar que es por medio de la sangre, que al pasar por el corazón, se recalienta y se esparce desde allí por todo el cuerpo... También por esto se conoce que la verdadera utilidad de la respiración consiste en traer al pulmón el aire fresco para hacer que la sangre que viene de la concavidad derecha del corazón, donde ha sido enrarecida y como cambiada en vapores, se vuelva espesa y se convierta de nuevo en sangre antes de volver a caer en la concavidad izquierda, sin lo cual no podría servir de alimento al fuego que hay en dicha concavidad. 6

Otros como Harvey, en su interés por comprender la circulación, lo que posteriormente la liga con la respiración, enfrenta tradiciones y concepciones tan arraigadas, que formula su argumentación para convencer a sus colegas poniendo “...su esperanza en el amor de la verdad y en la sinceridad de los espíritus doctos”. De esta manera, Harvey, con respeto crítico, se distancia de las aseveraciones de sus contemporáneos que no creían posible en el tránsito cíclico de la sangre por el cuerpo llevando y trayendo sustancias que la agotaban o sutilizaban: ... en el movimiento de la sangre: todas las partes se nutren, se calientan y crecen por la sangre más cálida, perfecta, vaporosa, espirituosa, y por así decirlo, alimentativa; y por el contrario, en las partes sanas, la sangre se enfría, se coagula, se agota; por lo cual vuelve al principio, es decir, al corazón, como a la fuente o al hogar del cuerpo, para recuperar su perfección, allí con su calor natural, potente férvido, como un tesoro de vida, recupera su fluidez llenándose de espíritu y por así decirlo, de bálsamo, desde allí se distribuye de nuevo y todo esto gracias al movimiento y al pulso del corazón. Este distanciamiento que inicia Harvey en relación con las tradiciones escolásticas, las cuales no pensaban el cuerpo más allá de la idea de soplo vital, inaugura un campo de preguntas, explicaciones y formas de proceder y aporta a que diversos pensadores se involucren en la tarea de comprender la respiración. En similares circunstancias a Harvey, Lavoisier busca superar las concepciones del flogisto y llega a explicar la respiración como un proceso de transformación de sustancias. Lavoisier con apoyo de Seguin y Laplace demuestra a Priestley que está equivocado al considerar que “la respiración de los animales tiene la propiedad de flogistizar el aire del mismo modo que la calcinación de los metales y muchos otros procesos químicos, y que el aire no deja de ser respirable sino cuando está sobrecargado y en cierto modo saturado de flogisto”1. Lavoisier establece una analogía entre la calcinación y la respiración que sustenta experimentalmente y desde la cual sugiere que es el mismo “algo material” que se “pierde” cuando se calcina un metal o respira un animal bajo una campana. Ejemplos como estos nos muestran la respiración como un campo de problemas científicos, históricos, epistemológicos, que no se resuelven con la experiencia personal de respirar; y aportan al docente de ciencias cuando busca hacer de los seres vivos un problema de conocimiento en la escuela. En algunas prácticas de enseñanza de las ciencias, la respiración se vincula con la experiencia inmediata que la relaciona con fenómenos de inspiración y expiración, El flogisto es considerado como un principio que contienen los cuerpos combustibles y que se desprende cuando estos combusten, este principio no tiene peso y es inasible a la experiencia.

reduciendo el problema a la consideración de similares aspectos a los involucrados en el mecanismo de una bomba hidráulica; este problema se cree superado cuando se introducen nuevos términos (pulmones, tráqueas, arterias, venas, bronquios) como estructuras responsables del proceso y como receptáculos del aire que ingresa al cuerpo. La claridad de las imágenes que rodean este tipo de explicaciones llena de simplicidad el fenómeno y lo hacen asimilable a la experiencia de respirar. En otras formas de comprender la respiración se involucran estructuras implicadas en mecanismos de transporte, calentamiento y expansión, sin problematizar las transformaciones que sufre ese “aire” que es introducido en el organismo. Se habla indistintamente del “aire” que entra y sale del cuerpo y se le asigna un papel purificador de la sangre, lo que lo analoga a una acción detergente de las “impurezas” del cuerpo. El estudio de las funciones en los seres vivos desde sus complejidades estructurales da origen a los denominados aparatos y sistemas; para su compresión se acude a ideas cotidianas: “duele el estómago por algo que le cayó pesado”, “molestan los huesos porque entro un frío” “se resfrió porque le entro un mal aire”. Este conocimiento se sustenta sobre una imagen del mundo que privilegia las estructuras por encima de las interacciones. Este sucinto panorama de las prácticas de enseñanza de la respiración y de las imágenes que las agencian, nos lleva a formularnos preguntas como: ¿Qué marcas históricas, persisten en el concepto de respiración (por ejemplo, que la analogan con el soplo vital) y de qué manera nos relacionamos con ellas? ¿En qué medida dar cuenta de la respiración aporta a la comprensión de los seres vivos? ¿Qué experiencias y condiciones pedagógicas constituyen la respiración como un campo conceptual que aporta a la comprensión de los organismos? ¿Qué condiciones epistemológicas hacen posible artificializar la experiencia en torno a la respiración y constituirla como un problema de conocimiento? Estas y otras preguntas, abren la posibilidad de constituir la respiración como un espacio problemático del que podemos elaborar diferentes rutas y formas explicativas para su comprensión.

CONSIDERACIONES METODOLÓGICAS La complejización de los saberes y la asunción de la relación sujeto-objeto como una unidad dialéctica de mutua constitución, son algunos aspectos que caracterizan la actividad del pensamiento científico contemporáneo. En este Seminario desarrollaremos elementos de análisis que permitan a los participantes, por una parte, establecer un diálogo crítico entre sus propios saberes y las producciones de esta actividad y, por otra, elaborar criterios que le permitan orientar de manera deliberada y propositiva sus acciones en el aula. En el estudio por lo vivo o por lo que hace vivo a los seres y por las condiciones que han hecho de este un objeto de conocimiento, quien indaga construye un espacio de relaciones e incertidumbres que lo constituyen como sujeto de conocimiento y como objeto a conocer. En este sentido, la dialéctica sujeto-objeto desplaza las miradas reduccionistas y mecanicistas desde las cuales se considera lo vivo y el medio como hechos aislados por una dimensión renovada en la que adquieren sentido nociones como las de relación, emergencia y sistema. Por esta razón pensamos que en la comprensión de los seres vivos, en el esclarecimiento de las condiciones que hacen posible su emergencia, en la artificialización de los procesos que los patentizan, en la elucidación de los mecanismos que los describen, es necesario hacer ciertas concesiones: negar las aproximaciones inmediatas, cuestionar las miradas simplistas que hacen del ser vivo algo obvio, y desvirtuar las relaciones sujeto-objeto como son entendidas desde el paradigma positivista. El Seminario La respiración: de soplo vital a problema de conocimiento, busca hacer de la respiración, más que un concepto al que se pretende llegar, un fenómeno de estudio para cuestionar la experiencia cotidiana de respirar y convocar a los participantes a emprender la tarea por comprender este proceso. La experiencia de esta actividad de construcción de conocimiento adquiere sentido, en la medida en que cuestiona lo que se dice, enriquece las ideas, complejiza los modelos, explicita los sentidos, legitima discursos y trasciende su asunción como camino para corroborar principios, leyes o teorías, que alrededor de la respiración se consideran verdades acabadas.

PRIMERA SESIÓN DE LA EXPERIENCIA A LA PREGUNTA… …quien quiera que persevere en su investigación se verá obligado tarde o temprano a cambiar de método. Goethe

La experiencia básica es la primera aproximación a los eventos del mundo natural, desde ella es posible sorprenderse con aquello que se reconoce novedoso, inquietarse con lo desconocido y maravillarse del universo que se habita. No obstante, en la perspectiva de comprender es necesario vencer las intuiciones primeras, el deslumbramiento y el entusiasmo por lo natural y vincularse al ejercicio del pensamiento; es decir, enfrentar las preguntas, dejarse enriquecer por el hecho construido y sancionado y movilizar el pensamiento renovándolo y rectificándolo incesantemente. Se entiende el cuestionamiento de la experiencia básica como la instancia desde la cual el sujeto adquiere un sentido renovado del fenómeno, duda de las analogías primeras, enriquece las metáforas y complejiza las relaciones. Se trata pues de cuestionar la morada que se construye desde los saberes cotidianos y desde la que se conciben seguridades primeras, para sumergirse en la incertidumbre de la pregunta, en la certeza de la construcción permanente, en la negociación de intereses y en la prospección de planes de trabajo, que llevan al sujeto hacia formas de comprensión intencionada en la perspectiva de dar un orden al mundo que experiencia. En este sentido el reconocimiento de lo que hace vivo a un ser, las características que se asignan, las similitudes y diferencias con los otros, las dinámicas individuales y colectivas nos ubica en un amplio panorama de la vida en el planeta que habitamos. Actividades Preliminares 1. Buscar y seleccionar información acerca de la Laguna El Tabacal y elaborar un material didáctico de uno de los siguientes aspectos:

• Condiciones Geológicas, Orográficas y Climáticas • Condiciones históricas y socioculturales • Caracterización y distribución de Fauna y Flora representativa Actividades Presenciales 1. Durante la salida de campo se realizarán las siguientes actividades • • •

Socialización de las consultas y entrega de materiales didácticos. Selección y observación de una transecta edáfica o acuática Caracterización de condiciones ambientales y ecológicas de la zona.

2. Identificar elementos, en las actividades realizadas, para constituir una hipótesis o problemática de trabajo en torno a la respiración.

SEGUNDA SESIÓN DE LA PREGUNTA A LA ARTIFICIALIZACIÓN DE LA EXPERIENCIA… El cuerpo vivo no puede resultar de la simple reunión de unos órganos que se combinan de maneras diversas para satisfacer dichas funciones. Es necesario que la disposición que adopten forme un conjunto armonioso, porque, como afirma Cuvier, -en el estado de la vida los órganos no están simplemente juntos, sino que se influyen mutuamente y todos ocurren en un objetivo común... No existe función alguna que no precise de la ayuda y el concurso de casi todas las otras. François Jacob

Cuando el sujeto artificializa el mundo natural, es decir cuando le impone condiciones y lo interroga para obtener mayor información de él, se distancia de la experiencia básica. En esta segunda instancia el sujeto se provee de elementos para la construcción de objetos de conocimiento y define estrategias para establecer variables, construir relaciones y derivar principios en su tránsito hacia la comprensión sistemática de los fenómenos. El fenómeno deja de estar en el plano de la seguridad de los saberes sancionados y empieza a ser definido como objeto de estudio y como espacio de posibilidades a la acción constructiva del pensamiento. En este sentido, el sujeto construye el fenómeno en la medida que da cuenta de las condiciones que permiten su existencia, de las variables que determinan sus cambios y de los procesos que lo constituyen. El sujeto se ve en la necesidad de proponer modelos, diseñar experimentos, simular situaciones, acuñar conceptos, anticipar eventos, elaborar generalizaciones y definir criterios metodológicos que enriquecen las explicaciones al fenómeno conocido. Actividades Preliminares Elaborar en grupo una ruta de trabajo que tenga en cuenta aspectos como: formulación del problema, delimitación de referentes conceptuales y diseño de modelos experimentales para concretar las primeras explicaciones. Actividades Presenciales 1. Socialización de la ruta de trabajo.

TERCERA Y CUARTA SESIÓN DE LA ARTIFICIALIZACIÓN DE LA EXPERIENCIA A LA ACTUALIZACIÓN DEL PROBLEMA… Un hombre tiene dos tipos de delirio. Uno es, evidentemente bien visible es el de la incoherencia absoluta, las onomatopeyas, las palabras pronunciadas al azar. El otro es menos visible, es el delirio de la coherencia absoluta. El recurso contra este segundo delirio es la racionalidad autocrítica y la utilización de la experiencia. Edgar Morin

Si bien la modelización es una instancia de comprensión, ella no agota la explicación del fenómeno. En el esfuerzo simplificador que subyace a la modelización (aislar condiciones, discriminar variables y proceder analítico) se reconoce el carácter limitado y fragmentado con que usualmente son descritos los fenómenos naturales. En esta instancia de construcción del fenómeno se constatan los límites del pensamiento científico, el carácter restringido y suplementario de las teorías y la imposibilidad de atrapar el mundo en el discurso. Actividades Preliminares 1. Concreción de montajes, modelos o diseños experimentales que los grupos han previsto. 2. Lectura del texto: Evolución del significado de un conocimiento. Historia del campo conceptual de la respiración. Giordan y otros. Actividades Presenciales 1. Socialización de avances. 2. Práctica de Microscopia y observación de estructuras celulares.

QUINTA SESIÓN LA RESPIRACIÓN: UN PROBLEMA DE CONOCIMIENTO Creemos haber perdido la memoria de una organización que aún nos envuelve, porque olvidamos de buen grado lo que permanece, y sólo la agitación superficial de lo que cambia nos despierta y hurga en los recuerdos. La mayor parte de nuestras referencias yace en la obscuridad. Michel Serres

La respiración es posible concebirla en su dimensión compleja lo cual demanda un cambio en las formas de mirar, de pensar y de hacer del sujeto que conoce. Se requiere un pensamiento capaz de dialogar, de negociar con lo real. La naturaleza adquiere las formas que ese pensamiento le otorga, recoge las experiencias primeras para alterarlas, integrarlas, conjugarlas con otras experiencias y con otros lenguajes que hacen de la situación elegida un nuevo campo de explicación no acabado, no parcelado, presto a ser interrogado y enriquecido a la luz de otro estado del pensamiento. En esta perspectiva, la respiración como Problema Conocimiento, se organiza en la vivencia de un grupo de sujetos que comparte preguntas, construye criterios, entre otros, para validar sus explicaciones sobre lo vivo. Actividades Preliminares Diseñar una presentación para socializar las rutas explicativas de cada grupo. Actividades Presenciales 1. Sistematización de los desarrollos conceptuales y metodológicos de cada una de las rutas explicativas. 2. Socialización de las rutas 3. Entrega de escrito final individual y grupal.

BIBLIOGRAFÍA ALLEN, G. 1983. La ciencia de la vida en el Siglo XX. Breviarios México: F.C.E. CANGUILHEM, G. 1976, El conocimiento de la vida. Barcelona: Anaframa. GIORDAN, A y Otros. 1988. Conceptos de Biología. Tomo I. Madrid: Editorial Labor S. A. JACOB, F. 1984. La lógica de lo viviente. Barcelona: Salvat. LAVOISIER, A. 1975. L. Memorias sobre la combustión y la respiración. Madrid: Editorial Alianza. VILLEE, C.A. y Otros. 1987. Biología. México: Nueva Editorial Interamericana. VALENCIA, S., MÉNDEZ, O, JIMÉNEZ, G. GARZÓN, P. 2000. De la contemplación a la comprensión de los seres vivos. En: Revista Campo Abierto. Universidad de Extremadura España. Nº 20.

LECTURAS DE APOYO

EL MECANICISMO François Jacob*

N EL SIGLO XVII SE VAN PRECISANDO las dos corrientes que surgen en el estudio de los seres vivos: la fisiología, derivada de la medicina, y la historia natural, relacionada con el inventario de los objetos de este mundo. Pero si la segunda va a poder constituirse en ciencia debido a que el pensamiento de la época favorece el análisis de las estructuras visibles, la primera está todavía limitada por la falta de conceptos y de medios suficientes. Sería sin duda conveniente distinguir dentro de esta fisiología toda una serie de tendencias ideológicas, tendencias que varían según sus practicantes y según los objetos de estudio, los objetivos perseguidos o los fenómenos que se observan. Pero aquí sólo nos importan los conceptos que sirven de operadores en el estudio del mundo vivo: y aún no hay muchos que puedan desempeñar este papel. De hecho, durante toda esa época el funcionamiento de los seres vivos sólo puede aprehenderse en la medida en que refleja lo que ya es conocido. En el universo del siglo XVII el centro de gravedad se ha desplazado. Es un universo en el que astros y piedras obedecen las leyes de la mecánica expresadas por el cálculo. A partir de entonces, para asignar un lugar a los seres vivos y para explicar su funcionamiento, sólo existe una alternativa. Los seres, o bien son máquinas de las que sólo cabe considerar formas, dimensiones y movimientos, o bien escapan a las leyes de la mecánica, y entonces hay que renunciar a cualquier unidad, a cualquier coherencia en el mundo. Ante esta opción, ni los filósofos ni los físicos, ni siquiera los médicos, dudarían: la naturaleza entera es una máquina, como la máquina es naturaleza. Dice Descartes: «Cuando un reloj marca las horas por medio de las ruedas que lo componen, esto es algo tan natural en él como para un árbol dar frutos».2 Para Hobbes, es indistinto considerar que el animal es una máquina o que un autómata cuyos miembros se mueven como los de un hombre tiene vida artificial. Esto no es ni una metáfora ni una comparación ni una analogía: es una identidad. Todos los cuerpos, sean astros, piedras o seres vivos, están sometidos a las mismas leyes del movimiento. El mecanicismo es tan natural y tan necesario en esta época como lo será una cierta forma de vitalismo en el inicio de la biología. Hasta finales del siglo XVIII no existe una frontera claramente definida entre los seres vivos y las cosas. Lo vivo se prolonga en lo inanimado sin solución de continuidad. Todo es continuo en el mundo y, en palabras de Buffon, se puede «ir bajando gradualmente de la criatura más perfecta hasta la materia más informe, del animal mejor organizado, al mineral más tosco».3 No existe aún una división Tomado de Jacob François (1999) La lógica de los viviente. Una historia de la herencia. Barcelona: Tusquets. 2 Principies, IV, 203, pág. 666. 3 De la maniere d'étudier et de traiter l'histoire naturelle; Oeuvres completes, in 16, 1, París, 1774*

fundamental entre vivo y no vivo. Habitualmente, la discusión entre mineral, vegetal y animal sirve ante todo para establecer grandes categorías entre los cuerpos de este mundo. Esta clasificación puede basarse igualmente, como hace Charles Bonnet, en el grado de organización de los cuerpos, en su facultad de moverse, en su capacidad de razonar. Se distinguen entonces, los Seres brutos o desorganizados, los Seres organizados e inanimados, los Seres organizados y animados y, finalmente, los Seres organizados animados y razonables».4 Entre estos diferentes grupos no existen separaciones netas. «La organización aparente de las Piedras laminadas o divididas en capas», precisa Charles Bonnet, «tales como las pizarras, los talcos, etcétera, la de las Piedras fibrosas o compuestas de filamentos, tales como los amiantos, parecen constituir formas de transición de los Seres sólidos brutos a los sólidos organizados»5 La organización sigue representando sólo la complejidad de la estructura visible. Ni en el siglo XVII ni durante casi todo el siglo XVIII se reconoce esta calidad particular de organización que el siglo XIX llamará vida. Todavía no existen grandes funciones necesarias para la vida. Existen órganos que funcionan. El objetivo de la fisiología consiste en reconocer sus engranajes y su disposición. En el siglo XVII no existe, pues, ninguna razón para reservar un lugar especial a los cuerpos vivos y sustraerlos a la gran mecánica que hace girar el universo. Sólo lo que se refiere claramente a las leyes del movimiento en el cuerpo de los animales es accesible al análisis. Tal es el caso de la osamenta de las bestias y de su tamaño, que no puede aumentar indefinidamente, observa Galileo, «ni en el arte ni en la naturaleza», sin romper la coherencia y dificultar el funcionamiento normal de los órganos. «Creo que un perrito podría cargar con dos o tres perros del mismo tamaño, pero dudo que un caballo pueda llevar a cuestas otro caballo de la misma talla».6 Éste es también el caso del vuelo de las aves, en las que, observa Borelli, debe existir necesariamente alguna relación entre el peso del cuerpo, la envergadura de las alas y la potencia de la musculatura para permitir al organismo levantarse del suelo. «Aunque tuviese alas, el hombre no llegaría a volar por carecer de músculos torácicos lo bastante fuertes»7 Esto se aplica sobre todo al caso de la circulación de la sangre por los vasos. Las fibras, dice Harvey, «sujetan el corazón como las amarras de un navío»; las válvulas tricúspides velan los ventrículos «como guardianes ante una puerta»; los ventrículos «expulsan sangre ya en movimiento, como un jugador que remata una pelota de volea, enviándola con más fuerza y más lejos que cuando golpea una pelota parada»8 Se suele decir que Harvey contribuyó a la instauración del mecanicismo en el mundo vivo al mostrar 1779, pág. 17. Contemplation de la nature; Oeuvres completes, VIL Neuchatel, 1781. pág. 42. 5 Ibid., VII, págs. 79-81. 6 Discours concemant des sciences nouvelles, trad. francesa, París, 1970, 2° jom., pág. 107. 7 De motu animalium, CCIV, Roma, ed. 1685, pág. 243. 8 On the Motion of the Heart and the Blood in Animals. 1628, cap. 17; The works of W Harvey, trad. Sydenham Soc., Londres. 1847. reed. 1965. págs. 78-80. 4

la analogía del corazón con una bomba y la de la circulación con un sistema hidráulico, pero esto es invertir el orden de los factores. En realidad, el corazón es accesible al estudio científico porque funciona como una bomba. Harvey puede hacer con la sangre experiencias similares a las que realiza Galileo con las piedras porque la circulación se analiza en términos de volúmenes, de flujo, de velocidad. El mismo Harvey no puede sacar conclusión alguna cuando se plantea el problema de la generación, desligado de esta forma de mecanicismo. Así pues, en el siglo XVII la teoría de los animales-máquina viene dada por la naturaleza misma del conocimiento. Representa una actitud inconcebible en un Fernel o un Vesalio. Quizá podamos reconocer algunas trazas de mecanicismo en Aristóteles o en los atomistas griegos, pero éste tenía un carácter bien distinto. En primer lugar, porque en los griegos se trataba fundamentalmente de analogías de interés didáctico, mientras que en este siglo lo que interesa es unificar las fuerzas que rigen el mundo. En segundo lugar, porque para Aristóteles el motor de todo movimiento en un cuerpo vivo reside, en definitiva, en el alma. Para Descartes, en cambio, las propiedades de los objetos no pueden proceder más que de la ordenación de la materia. Esto es cierto para los movimientos de una máquina cuyas partes se han construido con el único fin de imprimirles un cierto movimiento. Esto es igualmente cierto para el cuerpo de un animal en el que es inútil invocar «ninguna otra alma vegetativa ni sensitiva ni ningún otro principio de movimiento y de vida que su sangre y sus espíritus movidos por el calor del fuego que arde continuamente en su corazón y cuya naturaleza no es distinta de la de los fuegos que hay en todas las cosas inanimadas».9 El mecanicismo debe aplicarse a todos los aspectos de la fisiología. No sólo al movimiento de los cuerpos y de los órganos, sino también a «la recepción de luces, sonidos, olores, sabores, del calor..., la impresión de sus ideas en el órgano del sentido común y de la imaginación, la retención o la huella de estas ideas en la memoria, los movimientos interiores de los apetitos y de las pasiones». Por ello mismo, es el conjunto de los cuerpos de este mundo, vivos o no, el que se halla situado fuera de cualquier interacción a distancia, de cualquier relación poco clara, de cualquier atracción o repulsión por simpatía o por antipatía, ya nada es posible por el juego de las fuerzas mágicas. Todo deviene posible por el juego de las fuerzas físicas. Muy rápidamente se pone de manifiesto la insuficiencia de los recursos de que dispone el mecanicismo del siglo XVII para explicar el funcionamiento de los seres vivos. A medida que se descubre la complejidad de estos últimos, aumenta la dificultad para atribuir todas sus propiedades únicamente a las fuerzas que actúan sobre poleas, palancas y ganchos. En su forma inicial, el mecanicismo no puede resistir el peso creciente de las observaciones. La imagen que ofrece de los seres vivos, la de una máquina compuesta de engranajes capaces sólo de transmitir el movimiento recibido, no puede conducir más que a buscar fuera de la máquina su razón de ser y su fin. Una máquina sólo se explica desde el exterior. Hecha con una 9

Traité de l'homme, pág. 833

finalidad concreta, solamente sirve para desempeñar la tarea para la que ha sido concebida. Las tentativas de cambio que se manifiestan en el siglo XVII, tanto en el sentido de limitar el mecanicismo como en el de acentuarlo, se derivan más de la metafísica que de la actitud científica de entonces. En su descripción del mundo vivo, Descartes había establecido dos dominios: Dios, quien tras crear el mundo y comunicarle su movimiento inicial deja de intervenir, y el pensamiento humano, cuya complejidad supera lo existente en los animales o lo realizable en los autómatas, de lo que da fe el lenguaje: una urraca, un loro y hasta un autómata pueden proferir palabras, pero no las ordenan para responder a lo que se les dice «como prueba de que dicen lo que piensan»10 Éstos son los aspectos que tanto el materialismo como el vitalismo intentan refutar. El animismo de esta época neoclásica tiene dos componentes. En primer, lugar está la necesidad de valorar lo viviente. La materia viva está siempre un tanto empapada de magia y de un cierto fetichismo. En lo viviente se resumen todas las fuerzas de la naturaleza. Ahí la materia manifiesta propiedades casi milagrosas. La materia viva es activada, influida, transformada. Con su desfile de imágenes, metáforas, simpatías, lo viviente ocupa un lugar privilegiado en el mundo. Se sitúa ya de entrada por encima de todos los demás cuerpos. Se le atribuye siempre el coeficiente más alto. A su lado, los objetos inanimados pierden su color y su relieve. De las cosas a los seres, del polvo al pensamiento, existe una jerarquía de valores de complejidad creciente. En los seres vivos los fenómenos no son sólo más complejos: también son más perfectos. A una cualidad sin igual debe responder una causalidad sin igual. La perfección se transforma rápidamente en principio explicativo. La necesidad de valorar lo viviente en general, y el hombre en particular, se traduce en dos clases de antropomorfismo: la prolongación de la jerarquía hasta el infinito de una inteligencia soberana o, inversamente, la traslación al conjunto de las formas vivas de ciertas cualidades propiamente humanas. Una buena muestra de ello son las interpretaciones que da el siglo XVIII de la regularidad «admirable» de las celdillas de los panales de abejas. La arquitectura de las celdillas, su regularidad y simetría, han sido objeto de admiración desde la antigüedad. Hacia finales del siglo XVII, físicos y geómetras examinan estas estructuras más de cerca. Estudian las bases, miden los ángulos, calculan las relaciones. Para sorpresa de todos, se comprueba que cada celdilla corresponde precisamente a la mitad de la estructura que los cristalógrafos conocen como «dodecaedro romboidal». Se trata precisamente del orden cuya simetría permite llenar mejor el espacio en las condiciones en que se encuentran las celdillas. Cada una está en contacto con otras doce, seis en su plano, tres encima y tres debajo. Cada celdilla se adhiere estrechamente a sus vecinas sin dejar ningún espacio entre ellas. Ante una disposición tan perfecta, caben dos actitudes: maravillarse o buscar una explicación basada en algún modelo mecánico. Asimismo, la referencia a la perfección es susceptible de adoptar dos formas. De entrada podemos atribuir a la 10

Descartes, Discours de la méthode, V, pág. 165

abeja cualidades humanas, como hace Réaumur. Así, el dodecaedro romboidal es el exponente del arte de la abeja, de su destreza arquitectónica, incluso de su sentido de la economía. Dice Réaumur: «Convencido de que las abejas utilizan el fondo piramidal que les parece mejor, sospeché que la razón o una de las razones que las había empujado a ello era economizar la cera; puesto que, de entre las células de igual capacidad y fondo piramidal, la que podía hacerse con menos material o cera era aquella que en cada rombo tenía dos ángulos de unos 110 grados aproximadamente y dos de alrededor de 70 grados».11 El sentido del ahorro se basa, por consiguiente, en un sólido conocimiento de la matemática. Pero a base de prestigiar a la abeja se acaba por rebajar al hombre. Entonces, sin dejar de maravillarnos, podemos expresar algunas reservas sobre las cualidades atribuidas a las abejas, como hace Fontenelle: «La gran maravilla es que la determinación de estos ángulos supera en mucho las capacidades de la geometría vulgar y forma parte de los nuevos métodos basados en la teoría del Infinito. En última instancia, estas abejas sabrían demasiado y el exceso de su gloria sería su ruina. Hay que remontarse hasta una Inteligencia infinita que las hace actuar ciegamente bajo sus órdenes».12Para el matemático, atribuir conocimientos de geometría elemental a un animal aún puede pasar. ¡Pero no de cálculo infinitesimal! La otra actitud posible ante esos mismos alveolos se fundamenta en un análisis que ignora la perfección y sitúa lo maravilloso en el lugar que le corresponde. Sólo la figura y el movimiento deben justificar la regularidad de las estructuras. Se puede entonces investigar, como hace Buffon, en qué condiciones aparecen estas ordenaciones geométricas. Tales formas hexagonales se encuentran con frecuencia en los cuerpos minerales cristalinos, pero a veces se encuentran también en los seres vivos: en el estómago de los rumiantes, en los cuerpos en proceso de digestión, en ciertos granos y ciertas flores. Aparecen siempre que objetos de forma similar se ven sometidos a fuerzas sensiblemente iguales, pero de signo contrario. En ciertos peces, por ejemplo, las escamas en crecimiento se obstaculizan mutuamente, lo que hace que tiendan a ocupar el espacio disponible de la manera más económica y acaben por adoptar la configuración hexagonal. También se puede ensayar la construcción de modelos mecánicos en los que cuerpos cilíndricos o esféricos sean sometidos a presiones iguales. Dice Buffon: «Si se llena un recipiente cilíndrico con guisantes o, mejor, cualquier otro grano cilíndrico y se cierra inmediatamente después de haber vertido tanta agua como admitan los intersticios que quedan entre los granos, y se hace hervir el agua, todos los cilindros se convierten en columnas de seis lados. Vemos claramente que la razón es simplemente mecánica: cada grano, cuya figura es cilíndrica, tiende a ocupar el mayor volumen posible en un espacio dado: la comprensión recíproca hace que los granos adquieran una forma necesariamente hexagonal. De igual modo, cada abeja intenta ocupar el mayor espacio posible dentro de un espacio determinado: dado que el cuerpo de las abejas es cilíndrico, es también necesario que sus celdillas 11 12

Des gateaux de cire. Mémoires pour servir... Morceaux choisis. París. 1939, págs. 101-102. Histoire de l'académie Royale, 1739. pág. 35

(alveolos) sean hexágonos, por la misma razón de obstaculización recíproca... No se quiera ver que esta regularidad más o menos grande depende de algo más que el número y la forma, y en ningún caso de la inteligencia, de estos animalitos: cuanto más numerosos son, más fuerzas contrapuestas entran en juego y, por consiguiente, más tensión mecánica, más regularidad forzada y más perfección aparente hay en sus producciones».13 A partir de ahí, la forma de los alveolos puede ser considerada sin referencia alguna a la menor inteligencia. Lo que no resta ninguna belleza a los panales de miel, ni poesía a las abejas. El otro componente del animismo en esta época es una reacción contra el mecanicismo cartesiano y los abusos del mismo, sobre todo cuando se lleva la lógica al extremo de D'Holbach y La Mettrie. Es absurdo, señala Hartsoeker, abordar el estudio de los seres vivos con la «opinión de que casi todo se hace con las solas leyes de la mecánica, sin la ayuda de un alma y una inteligencia».14 En el siglo XVII el animismo recupera una vieja tradición reavivada por la alquimia y la medicina. Pero actúa más contra una tendencia materialista que a favor de demostrar la existencia de fenómenos específicos de lo vivo. Es ante todo una hostilidad hacia el ateísmo, hacia la irrupción del azar como una de las fuerzas que gobiernan el mundo. No se quiere admitir que las causas, como dice Stahl,15 dan lugar sólo a casos fortuitos bajo la influencia de sus acciones. La perfección de los seres, sus propiedades, su generación, exigen un principio desconocido, un Interrogante fuera del alcance de todo conocimiento. Es necesaria una fuerza espiritual, una psique, para ejecutar las voluntades divinas, pues es imposible justificar de otra manera la finalidad de los seres vivos. Este agente misterioso recibe nombres diversos: será primero el Alma, según la tradición, más tarde la Inteligencia y hasta la «naturaleza plástica». A finales del siglo XVIII cambiará algo de naturaleza y se convertirá en la «fuerza vital». Ya no se trata entonces de un principio central, de un poder que, asentado en el corazón del organismo, rige sus actividades. Es una cualidad particular de la materia constituyente de los seres vivos, un principio que se extiende por todo el cuerpo, se aloja en cada órgano, en cada músculo, en cada nervio, para conferirle sus propiedades. Cualquier parte del cuerpo posee entonces un «sentimiento», un «tacto», una «disposición» que sustenta sus actividades. Pero, si bien el vitalismo de finales del siglo y de comienzos del siglo siguiente se presenta como una etapa decisiva para la separación entre seres vivos y no vivos y para la constitución de una biología, el animismo de esa época apenas funciona como operador del conocimiento. No porque animistas o vitalistas realicen menos observaciones que los mecanicistas, sino porque dichas observaciones raras veces tienen una motivación vitalista, y casi nunca pretenden poner en evidencia una fuerza vital. El vitalismo suele intervenir tras la observación, no para verla, sino para interpretarla. No es el vitalismo lo que guía el escalpelo de Willis en su disección del cerebelo para determinar sus Discours sur la nature des Animaux; Oeuvres completes. in-16, V, págs. 380- 381. Cours de physique, VII. La Haya, 1730, pág. 71. 15 Recherche sur la différence entre machine et organisme, XXXIV; Oeuvres medico philosophiques et pratiques, t II, París. 1859-1863. pág. 289. 13

conexiones, ni la mirada de Hartsoeker cuando distingue al microscopio los animálculos en el esperma masculino. Y cuando Swammerdam pone en evidencia la metamorfosis de los insectos, poco importa que vea en ella la acción del alma y la constancia de la Providencia. Lo que importa en esta época es, ante todo, borrar de los objetos y los hechos el halo de creencias y fantasías que enmascaran sus contornos. Se trata, ante todo, de librar a los seres vivos y a las cosas de lo misterioso y lo maravilloso, de situarlos dentro de los límites de lo visible y lo analizable, en definitiva, de transformarlos en objetos de ciencia. Por ello, pese a la precariedad de medios de que dispone, el mecanicismo representa la única postura acorde con el conocimiento de la época. Incluso los animistas utilizan analogías tomadas de los mecanicistas para describir su trayectoria. «Quien decide dar cuenta de los fenómenos de la naturaleza», señala Hartsoeker, «se asemeja a un hombre que se encuentra ante una máquina sumamente complicada que sólo puede ver y examinar desde fuera»,16 y debe comprender su funcionamiento. A fin de cuentas, el animismo del siglo XVII representa más una filosofía y una moral que una actitud de examen científico. De hecho, con Newton el mecanicismo cambia de naturaleza y, al incorporar el mundo de las sustancias, da nacimiento a una química. En su representación del mundo inanimado, la física combina las leyes del movimiento y la naturaleza corpuscular de la materia. Esta ya no es un sustrato homogéneo divisible hasta el infinito, sino que se compone de un número incontable de partículas aisladas, separadas entre sí y no idénticas. A la materia y el movimiento que constituyen el mundo de Descartes se añade, en el de Newton, el espacio, es decir, un vacío en el que se mueven las partículas. Lo que mantiene las partículas en su lugar, lo que las une entre sí para formar un universo coherente, es la atracción. Ésta no es un constituyente del universo. No participa en su construcción. Pero, junto con los átomos que lo forman, elabora una red de dependencias que da al mundo su cohesión. Es el concepto de atracción el que proporciona a los químicos la fuerza que permite prescindir de las influencias astrales por las que la alquimia unía los metales a las estrellas y los planetas. Cuando se mezclan sustancias éstas no permanecen inertes, sino que unas son desplazadas por otras. Se observan así relaciones entre cuerpos distintos que los hacen unirse con más o menos facilidad entre sí. Siempre que dos sustancias que tienen, como dice Geoffroy, «alguna disposición a unirse entre sí» se encuentran unidas, si aparece una tercera que tiene más relación con una de las dos, se le une «haciendo abandonar a la otra».17 La fuerza que liga de esta forma ciertos corpúsculos de naturaleza distinta se denomina «afinidad». Ya no se trata de un principio mágico, de una virtud similar a aquellas que la alquimia atribuía a las sustancias. Es una propiedad de los cuerpos que puede medirse determinando el orden de desplazamiento de los unos por los otros. Suite des Eclairclssements sur les Conjectures physiques, Amsterdarn, 1712, pág. 55. Table des différents Rapports observes en Chymie: Traite de la Matiére médicale, 1, París, 1743, pág. 18.

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Poco a poco se van perfilando grupos, familias de cuerpos que poseen ciertas propiedades comunes, como los ácidos o las bases. Cada miembro de una familia forma combinaciones con cada miembro de la otra. Se puede así clasificar las sustancias a la manera de las plantas, y para lograrlo hay que seguir el mismo camino que los botánicos: la clasificación que utiliza Lavoisier, las operaciones efectuadas y el método seguido son los mismos que los empleados por Linneo. Como en el caso de las plantas, interesa reconocer el carácter principal de las sustancias y nombrarlas en función de ese carácter. En las ciencias físicas, en realidad, la palabra debe evocar la idea y la idea debe describir el hecho, pues, como dice Lavoisier, «son tres marcas del mismo cuño».18 Al ser la química ante todo una ciencia analítica, la denominación de los cuerpos reviste una importancia particular: «Un método analítico es un lenguaje y un lenguaje es un método analítico». Hasta entonces existía una gran heterogeneidad en el lenguaje de la química. Ciertas expresiones introducidas por los alquimistas tenían un carácter un tanto enigmático y sólo tenían sentido para los adeptos. Otros términos, por el contrario, habían sido asignados a los cuerpos no según sus propiedades, sino según el azar de las circunstancias, de su descubrimiento o de su aspecto. Así, los químicos manejaban el «aceite de tártaro incompleto», la «mantequilla de arsénico» o las «flores de cinc». Para Lavoisier, hay que introducir el espíritu analítico en la química, y esta operación sólo puede realizarse mediante el perfeccionamiento del lenguaje. En primer lugar, existen unas sustancias simples no descomponibles mediante el análisis químico. El primer paso es nombrar estas sustancias. Dice Lavoisier: «He designado hasta donde he podido las sustancias simples con palabras sencillas... de tal modo que expresen la propiedad más general, más característica de la sustancia».19 En cuanto a los cuerpos compuestos, formados por la reunión de varias sustancias simples, hay que designarlos con nombres compuestos. Dado que el número de combinaciones binarias aumenta rápidamente con el de nombres, es necesario agruparlos en clases para evitar la confusión. «El nombre de las clases y de las flores está en el orden natural de las ideas, el que designa la propiedad común a un gran número de individuos; el de las especies, en cambio, es el que nos retrotrae a las propiedades particulares de ciertos individuos.20 Los ácidos, por ejemplo, están formados por dos sustancias consideradas simples. Una confiere la propiedad de acidez común a todos ellos, en la cual debe basarse el nombre de la clase o el género. La otra, por el contrario, caracteriza un ácido concreto, y por lo tanto debe determinar el nombre específico.21 Lo mismo vale para otras clases de cuerpos: óxidos metálicos, sustancias combustibles, etc. De este modo las sustancias se hacen accesibles a la ordenación y la medición. Pueden clasificarse y nombrarse, y sus propiedades pueden medirse. La química se constituye así en una ciencia con técnicas, lenguaje y conceptos propios.

Traité de chimie, París, 2." ed., 1743; disco prelim.: pág. 6. lb id. , págs. 18-19. 20 Ibid., pág. 20. 21 Ibid., pág. 21. 18 19

Con el desarrollo de esta forma modificada del mecanicismo representada por la química, un nuevo dominio de la fisiología se convierte en objeto de estudio. Harvey había podido analizar la circulación de la sangre en el siglo XVII porque era la única de las grandes funciones basada casi exclusivamente en las leyes del movimiento, porque el corazón es una bomba y la sangre un líquido sometido a las leyes de la hidráulica. Del mismo modo, en el siglo XVIII se hacen accesibles al análisis las dos funciones que son competencia de la química, sus conceptos y sus métodos: la digestión y la respiración. Si Réaumur y Spallanzani pueden abordar el estudio de la digestión, es porque ésta, como dice Réaumur, «es llevada a cabo por la sola acción de un disolvente y por la fermentación que origina».22 El jugo gástrico provoca una serie de reacciones químicas, actuando «sobre las carnes y los huesos como el agua regia sobre el oro». De igual modo, si Lavoisier puede comprender la respiración es porque la respiración de un ave y la combustión de una vela pueden considerarse objetos de estudio similares y ambos pueden analizarse con los mismos conceptos, las mismas técnicas y las mismas medidas. El paralelismo con la combustión lleva a Lavoisier a ligar la respiración con otras funciones, al menos con lo que puede analizarse en los términos y según los conceptos de la física y de la química. Con la digestión, ya que a finales del siglo XVIII no se concibe el fuego sin consumo de combustible y además «si los animales no repusiesen con los alimentos lo que pierden con la respiración, muy pronto faltaría aceite al candil y el animal perecería como se apaga un candil cuando le faltara alimento».23 Con la circulación, ya que es a todas luces necesario llevar el combustible al candil. Con la transpiración, para poder evitar el aumento de temperatura que necesariamente acompaña a un fuego constante. En el funcionamiento de cualquier órgano existe, pues, una parcela estudiable con las técnicas de la química; incluso en el cerebro y en el pensamiento. «Se puede llegar a saber cuántas libras de peso suponen los esfuerzos del hombre que hace un discurso, de un músico que toca un instrumento. Se podría asimismo calcular lo que hay de mecánico en el trabajo del filósofo que reflexiona, del hombre de letras que escribe, del músico que compone.»24 Para Lavoisier, el animal se analiza en términos de máquina. No una máquina que se rige únicamente por la forma y el movimiento, sino por unos principios sumamente variados, pues se descubren fenómenos eléctricos hasta en el músculo de una rana. El modelo más adecuado para describir un cuerpo vivo es el de una máquina de vapor con una fuente calorífica que hay que alimentar, un sistema de refrigeración y mecanismos para ajustar las operaciones de las distintas partes, coordinarlas y armonizarías. «La máquina animal», dice Lavoisier, «está gobernada principalmente por tres reguladores fundamentales: la respiración, que consume oxígeno y carbono y suministra calórico; la transpiración que aumenta o disminuye según la cantidad de calórico que hay que llevarse, y finalmente la digestión, que devuelve a la sangre lo que se pierde con la respiración y la Second mémoire sur la digestion Mém. Acad. Se., París. 1752; Oeuvres choisies, pág. 202. Premier mémoire sur la Respiration des Animaux (Seguin y Lavoisier) Oeuvres, Imprimerie lmpériale, II, París, 1862, pág. 691. 24 Ibid., pág. 697. 22 23

transpiración».25 Todas estas parcelas de la fisiología pueden ser objeto de análisis porque se han hecho accesibles a los métodos y conceptos de la física y la química. En correspondencia, las analogías observadas y los modelos utilizados contribuyen a transformar radicalmente la representación que se tiene de los seres vivos a finales del siglo XVIII. Todo se ensambla en el funcionamiento de un organismo, todo se conecta y se articula. Tras las formas se perfilan las exigencias de la fisiología. Un cuerpo vivo no es simplemente una asociación de elementos, una yuxtaposición de órganos que funcionan: es un conjunto de funciones que responden cada una a exigencias precisas. No sólo los órganos dependen unos de otros, sino que su presencia y su disposición proceden de las necesidades impuestas por las leyes de la naturaleza que rigen la materia y sus transformaciones. Lo que da sus propiedades a los seres es un juego de relaciones que unen secretamente las partes para que funcione el todo; es la organización oculta tras la estructura visible. Es entonces cuando podrá surgir la idea de un conjunto de cualidades propias de los seres animados, que el siglo XIX llamará vida.

Premier mémoire ... Oeuvres, II, pág. 700.

MÁQUINA Y ORGANISMO Georges Canguilhem*

ESPUÉS DE HABER ESTADO ADMITIDA DURANTE largo tiempo como un dogma por los biólogos, la teoría mecánica del organismo es celebrada hoy en día por los biólogos que protestan del materialismo dialéctico como una vía estrecha e insuficiente. El hecho de ocuparse todavía de un punto de vista filosófico puede tender, pues, a confirmar la idea bastante extendida de que la filosofía no tiene dominio propio, que es un pariente pobre de la especulación y que está obligada a tomar las vestiduras usadas y abandonadas por los sabios. Uno desearía demostrar que el propósito es más amplio y más complejo, y filosóficamente más importante de lo que se supone al reducirlo a una cuestión de doctrina y de método en biología. Este problema es del mismo tipo de aquellos en que uno puede decir que la ciencia se los apropiaría a pesar de ser un problema, porque, si bien existen ya buenos trabajos de tecnología, la misma noción y los métodos de una «organología» aún son más vagos. De suerte que, paradójicamente, la filosofía indicaría a la ciencia una plaza a tomar, lejos de venir a ocupar con retraso una posición desertada. Porque el problema de las relaciones de la máquina y del organismo no ha sido estudiado más que en un sentido único. Casi siempre se ha buscado explicar la estructura y el funcionamiento del organismo a partir de la estructura y del funcionamiento de la máquina construida; pero raramente se ha buscado comprender la construcción misma de la máquina a partir de la estructura y del funcionamiento del organismo. Los filósofos y los biólogos mecanicistas han tomado la máquina como algo dado o, caso de estudiar su construcción, han resuelto el problema invocando el cálculo humano. Se ha hecho una llamada al ingeniero, es decir, en el fondo, para ellos, al sabio. Engañados por la ambigüedad del término mecánica, sólo han visto en las máquinas unos teoremas solidificados, exhibidos in concreto por una operación de construcción secundaria, simple aplicación de un saber consciente de su alcance y seguro de sus efectos. Ahora bien, nosotros pensamos que no es posible tratar el problema biológico del organismo-máquina separándolo del problema tecnológico que se supone resuelto, el de las relaciones entre la ciencia y la técnica. Este problema es resuelto ordinariamente en el sentido de la anterioridad a la vez lógica y cronológica del saber sobre sus aplicaciones. Pero nosotros desearíamos intentar demostrar que uno no puede comprender el fenómeno de construcción de las máquinas recurriendo a unas nociones de naturaleza auténticamente biológica, sin comprometerse al mismo tiempo con el examen del problema de la originalidad del fenómeno técnico en relación con el fenómeno científico. Así pues, estudiaremos sucesivamente: el sentido de asimilación del organismo a *

Tomado de: Canguilhem Georges. (1976) El conocimiento de la vida. Barcelona: Anagrama

una máquina; las relaciones del mecanismo y de la finalidad; el trastorno de la relación tradicional entre máquina y organismo; las consecuencias filosóficas de este trastorno. Para un observador escrupuloso, los seres vivientes y sus formas raramente presentan, con excepción de los vertebrados, dispositivos que pudieran dar la idea de un mecanismo, en el sentido que los sabios dan a este término. En La Pensée technique,26 por ejemplo, Julien Pacotte subraya que las articulaciones de los miembros y los movimientos del globo ocular responden en el organismo viviente a lo que los matemáticos llaman un mecanismo. Se puede definir la máquina como una construcción artificial, obra del hombre, cuya función esencial depende de mecanismos. Un mecanismo es una configuración de sólidos en movimiento tal, que el movimiento no deroga la configuración. El mecanismo es, pues, un ensamblaje de partes deformables con restauración periódica de las mismas relaciones entre las partes. La ensambladura consiste en un sistema de relaciones que comportan grados de libertad determinada: por ejemplo, un volante de péndulo, una válvula, comportan un grado de libertad; una espiral sobre un eje comporta dos. La realización material de estos grados de libertad consiste en guías, es decir, en limitaciones de movimientos de sólidos al contacto. En cualquier máquina, el movimiento es, pues, función de la ensambladura, y el mecanismo, de la configuración. En una obra bien conocida, La Cinématique de Reuleaux (traducido del alemán al francés en 1877), se hallarán los principios fundamentales de una teoría general de los mecanismos así comprendidos. Los movimientos producidos, mas no creados, por las máquinas, son desplazamientos geométricos y mensurables. El mecanismo regula y transforma un movimiento cuya impulsión le es comunicada. Mecanismo no es motor. Uno de los ejemplos más simples de estas transformaciones de movimientos consiste en recoger, bajo la forma de rotación, un movimiento inicial de traslación, por intermedio de dispositivos técnicos como la manivela o la excéntrica. Naturalmente, los mecanismos pueden ser combinados por superposición o por composición. Pueden construirse mecanismos que modifiquen la configuración de un mecanismo primitivo y produzcan una máquina alternativamente capaz de muchos mecanismos. Es el caso de las modificaciones operadas por puesta en acción y por embrague, como por ejemplo el dispositivo de rueda libre sobre bicicleta.27 Se ha dicho ya que lo que es la regla en la industria humana, es la excepción en la estructura de los organismos y la excepción en la naturaleza, y aquí debe añadirse que, en la historia de las técnicas, las invenciones del hombre, las configuraciones por ensambladura no son primitivas. Las herramientas más antiguas conocidas son de una pieza. Ya la construcción de hachas o de flechas por ensamblaje de un sílex y París, Alean, 1931. Sobre todo 10 que concierne a las máquinas y a los mecanismos cf. Pacotte: La Pensée technique, ch. III.

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de un mango, la construcción de redes o de tejidos no son hechos primitivos. Generalmente su aparición se fecha a fines del cuaternario. Este breve recuerdo de nociones elementales de cinemática no parece inútil para permitir la exposición, en toda su paradójica significación, del siguiente problema. ¿Cómo explicar que se haya buscado en las máquinas y en los mecanismos, definidos como procedimiento, un modelo para comprender la estructura y las funciones del organismo? A esta pregunta se puede responder, según parece, que es debido a que la representación de un modelo mecánico del ser viviente no hace intervenir únicamente unos mecanismos de tipo cinemático. Una máquina, en el sentido ya definido, no se basta a sí misma, puesto que debe recibir un movimiento que ella transforma. Por consiguiente, uno no se la representa en movimiento más que por su asociación con una fuente de energía.28 Durante mucho tiempo, los mecanismos cinemáticos han recibido su movimiento del esfuerzo muscular humano o animal. En este estadio, sería evidentemente tautológico explicar el movimiento del viviente por asimilación al movimiento de una máquina que dependiera en cuanto a este mismo movimiento del esfuerzo muscular del viviente. Por tanto, la explicación mecánica de las funciones de la vida supone históricamente y se ha demostrado con mucha frecuencia la construcción de autómatas, cuyo nombre significa a la vez el carácter milagroso y la apariencia de suficiencia en sí de un mecanismo transformando una energía que no es, por lo menos inmediatamente, el efecto de un esfuerzo muscular humano o animal. Esto resalta en la lectura de un texto muy conocido: «Examinad con alguna atención la economía física del hombre: ¿qué halláis? Las quijadas armadas de dientes ¿qué son sino unas tenazas? El estómago no es más que una retorta; las venas, las arterias, el sistema entero de vasos, son tubos hidráulicos; el corazón es una máquina; las vísceras son filtros, cribas; el pulmón es un fuelle. ¿Qué son los músculos, si no cuerdas? ¿Qué es al ángulo ocular, sino una polea? Y así sucesivamente. Dejemos que los químicos expliquen la naturaleza con sus grandes palabras de "fusión", de "sublimación", de "precipitación", y, de este modo, busquen el establecimiento de una filosofía aparte; esto no quiere decir otra cosa que todos estos fenómenos deben referirse a las leyes del equilibrio, a las del ángulo, de la cuerda, de la fuerza y de los otros elementos de la mecánica.» Texto que no viene de donde podría creerse, sino que está tomado de la Praxis Médica, obra aparecida en 1696, escrita por Baglivi (1668-1706), médico italiano de la escuela de los iatromecánicos. Esta escuela de los iatromecánicos, fundada por Borelli, ha experimentado; según parece de forma incontestable, la influencia de Descartes, "aunque en Italia se relaciona preferentemente con Galileo, por razones de prestigio nacional.29 Este texto es interesante porque pone sobre el mismo plano -como principios de explicación- el ángulo, la cuerda, la fuerza. Resulta claro, Según Marx, la herramienta es movida por la fuerza humana, la máquina es movida por la fuerza natural. Cf. Le Capital, trad. Molitor, tome II, p. 8. 29 Ver ahí encima la Histoire des Doctrines médicales, de Daremberg, tome II, p. 879, París, 1870. 28

por tanto, que desde el punto de vista mecánico hay una diferencia entre estos instrumentos, porque si la cuerda es un mecanismo de transmisión, y la cuña un mecanismo de transformación para un movimiento dado, la fuerza es un motor. Sin duda es un motor que substituye lo que se le ha prestado, pero aparentemente está provisto, en el momento de la acción, de independencia. En el texto de Baglivi es el corazón -el primum movens- el que está asimilado a un movimiento. En él reside el motor de todo el organismo. Por lo tanto para la formación de una explicación mecánica de los fenómenos orgánicos es indispensable que al lado de las máquinas, en el sentido de dispositivos cinemáticos, existan máquinas en el sentido de motores, que obtengan su energía en el momento de ser utilizada, de una fuerza distinta a la del músculo animal. Y ello es debido a que, si bien el texto de Baglivi nos remite a Descartes, en realidad debemos remontar a Aristóteles la asimilación del organismo a una máquina. Cuando uno trata de la teoría cartesiana del animal-máquina, cuesta dilucidar si Descartes ha tenido o no precursores en la materia. Quienes buscan antepasados a Descartes, en general citan a Gómez Pereira, médico español de la segunda mitad del siglo XVI. Es cierto que Pereira, antes que Descartes, creyó poder demostrar que los animales son puras máquinas y que, de todas maneras, no poseen esta alma sensitiva que con frecuencia se les ha atribuido.30 Pero, por otra parte, es incontestable que fue Aristóteles quien halló en la construcción de las máquinas de sitio -como las catapultas- el permiso de asimilar a los movimientos mecánicos automáticos los movimientos de los animales. Este hecho ha sido puesto bien a la luz por Alfred Espinas en el artículo L' organisme ou la machine vivante en Grèce, au IVe siécle avant, J. C.31 Espinas reconstruye el parentesco de los problemas tratados por Aristóteles en su tratado De motu animalium y en su compilación de las Quaestiones mechanichae. Aristóteles asimila efectivamente los órganos del movimiento animal a los «organa», es decir, a las partes de las máquinas de guerra -por ejemplo al brazo de una catapulta destinada a lanzar un proyectil, y el desarrollo de este movimiento al de las máquinas capaces de restituir, después de la liberación por puesta en acción, una energía almacenada-, máquinas automáticas entre las cuales las catapultas son típicas de la época. En la misma obra, Aristóteles asimila el movimiento de los miembros a los mecanismos en el sentido más alto que se les ha dado, fiel en este punto a Platón que, en el Timeo, define el movimiento de los vertebrados como el de las bisagras o de los goznes. Es cierto que en Aristóteles la teoría del movimiento es muy diferente a como será en Descartes. Según Aristóteles, el principio de todo movimiento es el alma. Todo movimiento requiere un primer motor. El movimiento supone lo inmóvil; lo que mueve el cuerpo es el deseo, y lo que explica el deseo es el alma, como lo que explica la potencia es el acto. A pesar de la diferencia de explicación del Antoniana Margarita; opus physicis, medicis ac theologis non minus utile quam necessarium, Medina del Campo, 1555-1558. 31 Revue de Métaphysique et de Morale, 1903. 30

movimiento, en Aristóteles como más tarde en Descartes, queda que la asimilación el organismo a una máquina presupone la construcción por el hombre de dispositivos donde el mecanismo automático está ligado a una fuente de energía cuyos efectos motores se desarrollan en el tiempo, bastante tiempo después de cesar el esfuerzo humano o animal que restituyen. Es este desplazamiento entre el momento de la restitución y el del almacenamiento de la energía restituida por el mecanismo lo que permite el olvido de la relación de dependencia entre los efectos del mecanismo y la acción de un viviente. Cuando Descartes busca analogías para la explicación del organismo en las máquinas, invoca los autómatas en movimiento, los autómatas hidráulicos. En consecuencia, intelectualmente hablando, se hace tributario de las formas de la técnica en su época, de la existencia de los relojes, de los relojes de torre, de molinos de agua, de fuentes artificiales, de órganos, etc. Así pues, se puede decir que, en tanto el viviente humano o animal «se adapta» a la máquina, la explicación del organismo por la máquina no puede nacer. Esta explicación no puede concebirse más que el día en que el ingenio humano ha construido aparatos imitando movimientos orgánicos, como por ejemplo el tiro de un proyectil, el ir y venir de una sierra, y en la cual la acción, aparte la construcción y la puesta en marcha, deja de lado al hombre. Se viene a decir en dos continuaciones: puede nacer. ¿Es decir, esta explicación debe nacer? ¿Cómo pues rendir cuentas de la aparición, en Descartes, con una limpieza e incluso con una brutalidad que no dejan nada que desear, de una interpretación mecanicista de los fenómenos biológicos? Esta teoría está evidentemente en relación con una modificación de la estructura económica y política de las sociedades occidentales, pero es la naturaleza de la relación lo que es oscuro. Este problema ha sido absorbido por P. M. Schuhl en su libro Machinisme et Philosophie.32 Schuhl ha demostrado que, en la filosofía antigua, la oposición de la ciencia y de la técnica corresponde a la oposición de lo liberal y de lo servil y, más profundamente, a la oposición de la naturaleza y del arte. Schuhl se refiere a la oposición aristotélica del movimiento natural y del movimiento violento. Este está engendrado por los mecanismos para contrariar la naturaleza y tiene por características: 1º agotarse rápidamente; 2º no engendrar jamás un hábito, es decir, una disposición permanente para reproducirse. Aquí se plantea un problema, seguramente muy difícil, de la historia de la civilización y de la filosofía de la historia. En Aristóteles, la jerarquía de lo liberal y de lo servil, de la teoría y de la práctica, de la naturaleza y del arte, es paralela a una jerarquía económica y política, la jerarquía en la ciudad del hombre libre y de los esclavos. El esclavo, dice Aristóteles en La Politique,33 es una máquina animada. De donde el problema que Schuhl solamente indica: ¿es la concepción griega de la 32 33

París, Alean, 1938. Livre 1, ch. II, §§ 4, 5, 6, 7.

dignidad de la ciencia la que engendra el desprecio de la técnica y, en cierto modo, la dificultad de trasladar a la explicación de la naturaleza los resultados de la actividad teórica? ¿O bien es la ausencia de invenciones técnicas la que se traduce por la concepción de la eminente dignidad de una ciencia puramente especulativa, de un saber contemplativo y desinteresado? ¿Es el desprecio del trabajo la causa de la esclavitud o bien la abundancia de esclavos en relación con la supremacía militar la que engendra el desprecio por el trabajo? ¿Es·preciso explicar aquí la ideología por la estructura de la sociedad económica, o bien la estructura por la orientación de las ideas? ¿Es la facilidad de, la explotación del hombre por el hombre lo que hace desdeñar las técnicas de explotación de la naturaleza por el hombre? ¿Es la dificultad de la explotación de la naturaleza por el hombre la que obliga a justificar la explotación del hombre por el hombre? ¿Estamos en presencia de una relación de causalidad, y en qué sentido? ¿O bien estamos en presencia de una estructura global con relaciones e influencias recíprocas? Un problema análogo lo plantea el Padre Laberthonnière en Les Etudes sur Descartes34 y, especialmente, en el apéndice del tomo II: La Physique de Descartes et la Physique d'Aristote, que opone una física de artista, de esteta, a una física de ingeniero y de artesano. El Padre Laberthonnière parece pensar que aquí el determinante es la idea, puesto que la revolución cartesiana, en materia de filosofía de las técnicas, supone la revolución cristiana. En primer lugar era preciso que el hombre fuera concebido como un ser trascendente a la naturaleza y a la materia, para que fuera afirmado su derecho y su deber de explotar la materia. Dicho de otra forma, era preciso que el hombre fuera valorizado para que la naturaleza fuese desvalorizada. Después faltaba que los hombres fuesen concebidos como radical y originalmente iguales para que, siendo condenada la técnica política de explotación del hombre por el hombre, apareciese la posibilidad y el deber de una técnica de explotación de la naturaleza. Esto permite al Padre Laberthonnière hablar de un origen cristiano de la física cartesiana. Por lo demás, se plantea a sí mismo las objeciones siguientes: la física, la técnica hechas posibles por el cristianismo, en suma arriban, en Descartes, después de la fundación del cristianismo como religión; además, ¿no hay antinomia entre la filosofía humanista que ve al hombre dueño y poseedor de la naturaleza, y el cristianismo, considerado por los humanistas como una religión de salvación, de salida al más allá, y responsable del desprecio por los valores vitales y técnicos, por todo arreglo técnico en este lado de la vida humana? El Padre Laberthonnière dice: «El tiempo no interviene en la cuestión.» No es cierto que el tiempo no intervenga en la cuestión. En todo caso, no se puede negar que ciertas invenciones técnicas -y esto ha sido demostrado en las obras clásicas-, tales como la herradura, la collera, que han modificado el empleo de la fuerza motriz animal, han hecho para la emancipación de los esclavos lo que una determinada predicación no hubiera jamás obtenido. El problema que hace poco se ha dicho era posible resolver mediante una solución 34

París, Vrin, 1935.

buscada en dos sentidos, relación de causalidad o bien estructura global, el problema de las relaciones de la filosofía mecanicista con el conjunto de condiciones económicas y sociales que se aclaran, está resuelto en el sentido de una relación de causalidad por Franz Borkenau en su libro Der Uebergang vom feudalem zum bürgerlichen Weltbild (1933). El autor afirma que a principios del siglo XVII la concepción mecanicista eclipsó a la filosofía cualitativa de la Antigüedad y de la Edad Media. El éxito de esta concepción traduce, en la esfera de la ideología, el hecho económico que constituyen la organización y la difusión de las manufacturas. La división del trabajo artesanal en actos productivos segmentarios, uniformes y no cualificados, hubiera impuesto la concepción de un trabajo social abstracto. El trabajo descompuesto en movimientos simples, idénticos y repetidos, hubiera exigido la comparación, a los fines del cálculo del precio de costo y del salario, muchas horas de trabajo; por consiguiente hubiera abocado a la cuantificación de un proceso anteriormente tenido por cualitativo.35 El cálculo del trabajo como pura cantidad susceptible de tratamiento matemático sería la base y el punto de partida de una concepción mecanicista del universo de la vida. Es pues por la reducción de todo valor al valor económico, «a la fría moneda contante», como dice Marx en El manifiesto comunista, que la concepción mecanicista del universo sería fundamentalmente una Weltanschauung burguesa. Finalmente, detrás de la teoría del animal-máquina, se deberían apercibir las normas de la economía capitalista naciente. Descartes, Galileo y Hobbes serían los heraldos inconscientes de esta revolución económica. Estas concepciones de Borkenau han sido expuestas y criticadas con mucho vigor en un artículo de Henryk Grosmann.36 Según él, Borkenau anula ciento cincuenta años de historia económica e ideológica restituyendo la concepción mecanicista contemporánea de la aparición de la manufactura, a principios del siglo XVII. Borkenau escribe como si Leonardo da Vinci no hubiera existido. Refiriéndose a los trabajos de Duhem sobre Les Origines de la Statique (1905), a la publicación de los manuscritos de Leonardo da Vinci (Herzfeld, 1904 -Gabriel Séailles, 1906- Péladan, 1907), Grosmann afirma con Séailles que la publicación de los manuscritos de Leonardo hace remontar más de un siglo los orígenes de la ciencia moderna. La cuantificación de la noción de trabajo es en primer lugar matemática y precede a su cuantificación económica. Además, las normas de la evaluación capitalista de la producción habían estado definidas por los banqueros italianos desde el siglo XIII. Apoyándose en Marx, Grossman recuerda que, por regla general, en las manufacturas no se puede hablar propiamente de división del trabajo, pero que la manufactura ha sido, en su origen, la reunión en un mismo local de artesanos cualificados y con anterioridad dispersos. Por lo tanto, según él, la causa auténtica de la concepción mecanicista del universo no es el cálculo de los precios de costo por hora de trabajo, sino la evolución del maquinismo. La evolución del La fábula de La Fontaine, Le Sauetier et le Financier, ilustra muy bien el conflicto entre las dos concepciones del trabajo y de su remuneración. 36 Die Gesellschaftlichen Grundlagen der mecbanisticben Pbilosophie und die Manufaktur en Zeitscbriit für Sozialiorscbung, 1935, n," 2. 35

maquinismo tiene sus orígenes en el período del Renacimiento. Así pues, más que traducir las prácticas de una economía capitalista, Descartes ha racionalizado conscientemente una técnica maquinista. La mecánica es, para Descartes, una teoría de las máquinas, lo que en principio supone una invención espontánea que la ciencia a continuación debe consciente y explícitamente promover. ¿Cuáles son las máquinas cuya invención ha modificado, antes de Descartes, las relaciones del hombre con la naturaleza y que, dando lugar a una esperanza desconocida en los antiguos, han llamado la justificación y, más precisamente, la racionalización de esta esperanza? En primer lugar, son las armas de fuego por las cuales Descartes apenas se interesó, y sólo en función del problema del proyectil.37 En compensación, Descartes se interesó mucho por los relojes de bolsillo y pared, las máquinas elevadoras, máquinas de agua, etc. En consecuencia, diremos que Descartes ha integrado a su filosofía un fenómeno humano, la construcción de máquinas, más aún que no ha traspuesto ideológicamente un fenómeno social, la producción capitalista. ¿Cuáles son ahora, en la teoría cartesiana, las relaciones del mecanicismo y de la finalidad en el interior de esta asimilación del organismo a la máquina? La teoría de los animales-máquina es inseparable del «pienso, luego existo». La distinción radical del alma y del cuerpo, del pensamiento y de la extensión, entraña la afirmación de la unidad substancial de la materia, bajo cualquier forma que adopte, y del pensamiento, bajo cualquier función que ejerza.38 Al tener el alma una sola función, que es el juicio, resultará imposible admitir un alma animal, puesto que no tenemos ningún signo de que los animales juzguen, al ser incapaces de poseer lenguaje e invención.39 La negación del alma, es decir de la razón, a los animales, no implica sin embargo, según Descartes, la negación de la vida -la cual no consiste más que en el calor del corazón-, ni la negación de la sensibilidad, puesto que depende de la disposición de En los Príncipes de la Philosophie (IV, 109·113) algunos pasajes muestran que Descartes se ha interesado igualmente en la pólvora de cañón, pero en la explosión de la pólvora de cañón no ha buscado como principio de energía una fuente de energía, un principio de explicación analógica para el organismo animal. Es un médico inglés, Willis (1621-1675), que de un modo expreso construyó una teoría del movimiento muscular fundada sobre la analogía con esto que sucede cuando, en un arcabuz, la pólvora estalla. Willis, en el siglo XVII, ha comparado, de un modo que para ciertos autores aún permanece válido -ahora uno piensa en W. M. Bayliss-, los nervios a las mechas. Los nervios, son una especie de estos cordeles Bickford. Propagan un fuego que ponen en acción, en el músculo, a los ojos de Willis algo que es capaz de rendir cuentas sobre los fenómenos de espasmo y de tetanización observados por el médico. 38 «En nosotros no hay más que un alma, y esta alma en sí no tiene ninguna diversidad de partes: la misma que es sensitiva es razonable y todos sus apetitos son sus voluntades» (Les Passions de l'Ame, art. 47). 39 Discours de la Méthode. V' partie. Carta al marqués de Newcastle, 23 nov. 1646. 37

los órganos (carta a Morus, 21 de febrero de 1649)40 En la misma carta aparece un fundamento moral de la teoría sobre el animalmáquina. Descartes hace para el animal lo que Aristóteles había hecho para el esclavo; lo desvaloriza con el fin de justificar al hombre que lo utilice como instrumento. «Mi opinión no es tan cruel en cuanto a los animales como piadosa en cuanto a los hombres, exentos de las supersticiones de los pitagóricos, porque ella les absuelve de la sospecha de falta cada vez que comen o matan a los animales.» Y nos parece muy significativo hallar el mismo argumento invertido en un texto de Leibniz (carta a Conring, 19 de marzo de 1678): si uno es forzado a ver en el animal más que una máquina, es necesario hacerse pitagórico y renunciar al dominio sobre el animal.41 Nos hallamos en presencia de una actitud típica del hombre occidental. La mecanización de la vida, desde el punto de vista teórico, y la utilización técnica del animal son inseparables. El hombre sólo puede convertirse en dueño y poseedor de la naturaleza si niega toda finalidad natural y si puede tener toda la naturaleza, incluida toda la naturaleza aparentemente animada, fuera de sí mismo por un medio. Es por esto que se legitima la construcción de un modelo mecánico del cuerpo viviente, comprendido el cuerpo humano, puesto que, ya en Descartes, el cuerpo humano, si no el hombre, es una máquina. Este modelo mecánico lo encuentra Descartes, como ya se ha dicho, en los autómatas, es decir, en las máquinas en movimiento.42 Ahora, para dar a la teoría de Descartes todo su sentido proponemos leer el principio del Traité de l'Homme, es decir, de esta obra publicada por primera vez en Leyden según una copia en latín en 1662, y por primera vez en francés en 1664. «Estos hombres, dice Descartes, estarán constituidos como nosotros de una alma y Para comprender bien la relación de la sensibilidad en la disposición de los órganos, es preciso conocer la teoría cartesiana de los grados de los sentidos; ver a este propósito las Réponses aux sixiémes Obiections, § 9. 41 Uno hallará fácilmente este admirable texto en las CEuvres choisies de Leibniz publicadas por Mme. Prenant (Garnier éd., p. 52). Uno acercará en particular la indicación de criterios que permitirían, según Leibniz, distinguir el animal de un autómata, argumentos análogos invocados por Descartes en los textos citados en la nota 2, y también las profundas reflexiones de Edgar Poe sobre la misma cuestión en el Joueur d'Ecbecs de Maelzel. Sobre la distinción leibziniana de la máquina y del organismo, ver Le Systeme nouveau de la Nature, 10, y la Monadologie, 63, 64, 65, 66. 42 Nos parece importante hacer remarcar que Leibniz no está menos interesado que Descartes por la invención y construcción de máquinas así como el problema de los autómatas. Ver a especialmente la correspondencia con el duque J. de Hanovre (1676-1679) en Sámtliche Schrijten, und Briefe, Darmstad, 1927, Reihe I, Band II. En un texto de 1671, Bedenken van Aufrichtung einer Academie oder Societát in Deutscbland zu Aufnehmen der Künste und Wíssenschaflen, Leibniz exalta el arte alemán que siempre se ha aplicado a hacer las obras que se mueven (relojes de bolsillo, de torre, máquinas hidráulicas, etc.) sobre el arte italiano que está casi exclusivamente ligado a fabricar objetos sin vida, inmóviles y hechos para ser contemplados desde fuera. (Ibid., Darmstad 1931, Reibe IV, Band 1, p. 544.) Este pasaje es citado por J. Maritain en Art el Scolastique, p. 123. 40

de un cuerpo, y es preciso que os describa en primer lugar el cuerpo aparte, después el alma, también aparte, y por último, que os muestre cómo estas dos naturalezas deben estar juntas y unidas para formar hombres que se nos parezcan. Supongo que el cuerpo no es otra cosa que una estatua o máquina de tierra que Dios forma exprofeso para conferirle la máxima semejanza posible con nosotros. De modo que no solamente le da por fuera el color y la forma de todos nuestros miembros, sino que coloca en su interior todas las piezas requeridas para que marche, coma, respire y en fin que imite todas aquellas funciones nuestras que pueden ser imaginadas procedentes de la materia y que sólo dependan de la disposición de los órganos. Vemos que relojes de torre, fuentes artificiales, molinos y otras máquinas semejantes que, estando hechas sólo por los hombres, no dejan de tener la forma de moverse por ellas mismas en muchas y diversas maneras, y me parece que no sería capaz de imaginar tantos modos de movimiento en estas que supongo hechas por las manos de Dios, ni atribuirle tantos artificios que no tenga propósito de pensar quien sea capaz de ver todavía más.» Al leer este texto con un espíritu lo más ingenuo posible, parece que la teoría del animal-máquina sólo cobra sentido gracias al enunciado de dos postulados que uno olvida, con demasiada frecuencia, resaltar debidamente. El primero es que existe un Dios fabricador, y el segundo es el que el viviente sea dado como tal, previamente a la construcción de la máquina. Dicho de otro modo, para comprender la máquina-animal, es preciso percibirla como precedida, en el sentido lógico y cronológico, a la vez por Dios, como causa eficiente, y por un viviente preexistente a imitar, como causa formal y final. En suma, nosotros propondríamos leer que en la teoría del animal-máquina, donde generalmente se ve una ruptura con la concepción aristotélica de la causalidad, todos los tipos de causalidad invocados por Aristóteles se reencuentran, pero no en el mismo lugar ni simultáneamente. La construcción de la máquina viviente implica, si uno sabe leer bien este texto, una obligación de imitar un dato orgánico previo. La construcción de un modelo mecánico supone un original vital, y, finalmente, uno puede preguntarse si Descartes no está aquí más cerca de Aristóteles que de Platón. La demiurgia platónica copia Ideas. La Idea es un modelo cuyo objeto natural es una copia. El Dios cartesiano, el Artifex Maximus, trabaja para igualar al mismo viviente. El modelo del viviente-máquina es el mismo viviente. La Idea del viviente, que el arte divino imita, es el viviente. Y lo mismo que un polígono regular está inscrito en un círculo, y para concluir el uno en el otro se precisa el paso al infinito, el mismo artífice mecánico está inscrito en la vida y para concluir el uno en el otro se precisa el paso al infinito, es decir, Dios. Esto parece resaltar al final del texto: «Me parece que no sería capaz de imaginar tantas especies de movimientos en esos que supongo hechos por las manos de Dios, ni atribuirle tanto de artífice que tenga motivo de pensar que pueda serlo más.» Así, la teoría del animal-máquina sería a la vida lo que una axiomática es a la geometría, es decir, no es más que una 36

reconstrucción racional, pero que por un fingimiento de la existencla no ignora, lo que debe representar y la anterioridad de la producción sobre la legitimación racional. Por lo demás; este aspecto de la teoría cartesiana ha sido bien apreciado por un anatómico del tiempo, el célebre Sténon, en el Discours sur l' anatomie du cerveau, pronunciado en París en 1665, es decir, un año después de la aparición del Traité de l'Homme. Sténon, incluso rindiendo a Descartes un homenaje tanto más significativo cuando los anatómicos nunca han sido sensibles con la anatomía que profesaba, constata que el hombre de Descartes es el hombre reconstruido por Descartes bajo la capa de Dios, pero no es el hombre del anatómico.43 Se puede decir, pues, que substituyendo el mecanismo en el organismo, Descartes hace desaparecer la teleología de la vida; pero no la hace desaparecer más que aparentemente, puesto que la junta toda entera al punto de partida. Hay substitución de una forma anatómica por una formación dinámica, pero como esta forma es un producto técnico, toda la teleología posible está encerrada en la técnica de producción. En verdad según parece, no se puede oponer mecanicismo y finalidad, no se puede oponer mecanicismo y antropomorfismo, porque si el funcionamiento de una máquina se explica por las relaciones de pura causalidad, la construcción de una máquina no se comprende sin la finalidad, ni sin el hombre. Una máquina es hecha por el hombre y para el hombre, en vistas a algunos fines obtenidos, bajo forma de efectos a producir.44 Lo que es pues positivo en Descartes, en el proyecto de explicar mecánicamente la vida, es la eliminación de la finalidad bajo su aspecto antropomórfico. Solamente, parece que en la realización de este proyecto un antropomorfismo se substituye por otro. Un antropomorfismo tecnológico se substituye por un antropomorfismo político. En la Description du Corps humain, pequeño tratado escrito en 1648, Descartes aborda la explicación del movimiento voluntario en el hombre y formula, con una limpieza que ha dominado toda la teoría de los movimientos automáticos y de los movimientos reflejos hasta el siglo XIX, el hecho de que el cuerpo no obedece al alma más que con la condición de estar mecánicamente dispuesto. La decisión del alma no es una condición suficiente para el movimiento del cuerpo. «El alma -dice Descartes- no puede excitar ningún movimiento en el cuerpo, a no ser que todos los órganos requeridos para este movimiento estén bien dispuestos, pero por el contrario, cuando el cuerpo tiene todos sus órganos dispuestos para cualquier movimiento, no tiene necesidad del alma para producirlos.» Descartes quiere decir que, cuando el alma mueve al cuerpo, no lo hace como un rey o un general que, Ver el apéndice III, p. 222. Del resto Descartes no puede enunciar más que en términos de finalidad el sentido de la construcción por parte de Dios de los animales-máquinas: «... Considerando la máquina del cuerpo humano como habiendo sido formada de Dios por tener en sí todos los movimientos acostumbrados.» (VI' Méditation).

según la representación popular, manda a sus súbditos o soldados. Pero, por asimilación de un cuerpo a un mecanismo de relojería, viene a decir que los movimientos de los órganos se mandan los unos a los otros como engranajes arrastrados. En Descartes hay, pues, substitución de la imagen política del mando, en un tipo de causalidad mágica -causalidad por la palabra o por el signo-, de la imagen tecnológica de «encargo», de un tipo de causalidad positiva por un dispositivo o por un juego de relaciones mecánicas. Descartes procede aquí a la inversa de Claude Bernard cuando éste, criticando el vitalismo en las Lecons sur les Phénoménes de la vie communs aux animaux et aux végétaux (1878-1879), se niega a admitir la existencia separada de la fuerza vital porque ella «no sabría hacer nada», pero admite, cosa sorprendente, que pueda «dirigir unos fenómenos que no produce». Dicho de otro modo, Claude Bernard substituye la noción de una fuerza vital concebida como un obrero, por la de una fuerza vital concebida como un legislador o un guía. Es una manera de admitir que uno puede dirigir sin actuar, y es lo que puede llamarse una concepción mágica de la dirección, implicando que la dirección es trascendente a la ejecución. Por el contrario, según Descartes un dispositivo mecánico de ejecución reemplaza un poder de dirección y de mando, pero Dios ha fijado la dirección una vez por todas; la dirección del movimiento está incluida por el constructor en el dispositivo mecánico de ejecución. Brevemente, con la explicación cartesiana y a pesar de las apariencias, puede parecer que hayamos dado un paso fuera de la finalidad. La razón está en que el mecanicismo puede explicar todo si uno se entrega a las máquinas, pero el mecanicismo no puede rendir cuentas de la construcción de las máquinas. Ni hay una máquina para construir máquinas, y uno diría incluso que, en un sentido, explicar los órganos o los organismos por modelos mecánicos, es explicar el órgano por el órgano. En el fondo es una tautología, porque las máquinas pueden ser -y uno desearía intentar de justificar esta interpretación- consideradas como los órganos de la especie humana.45 Una herramienta, una máquina, es un órgano y los órganos son herramientas o máquinas. Es difícil de ver, por consiguiente, dónde se halla la oposición entre el mecanismo y la finalidad. Nadie duda que falta un mecanismo para asegurar el éxito de una finalidad; e inversamente, todo mecanismo debe tener un sentido, porque un mecanismo no es una dependencia de movimiento fortuito cualquiera. La oposición estaría, en realidad, entre los mecanismos cuyo sentido es patente y aquellos en que el sentido es latente. Una cerradura, un reloj de torre, su sentido es patente; el mecanismo de cierre del crustáceo que con frecuencia se invoca como una maravillosa adaptación, tiene un sentido latente. Por tanto, no parece posible negar la finalidad de ciertos mecanismos biológicos. Para tomar el ejemplo que ha sido citado con frecuencia y que es un argumento en ciertos biólogos mecanicistas, cuando se niega la finalidad del ensanchamiento de la pelvis femenina antes del parto, basta con invertir la 45

Cf. Raymon Ruyer: Eléments de Psycho-Biologie, p. 46-47.

cuestión: dado que la máxima dimensión del feto es superior en 1-1.5 cm a la máxima dimensión de la pelvis, si, por una suerte de relajamiento de las sínfisis y un movimiento basculante hacia atrás del hueso sacrocoxígeo, no aumentara un poco el diámetro más largo, el parto resultaría imposible. Es permisible negarse a pensar que un acto en el cual el sentido biológico es también neto sea posible únicamente porque un mecanismo sin ningún sentido biológico se lo permitirá. Y debe decirse «permitirá», porque la ausencia de este mecanismo se lo impedirá. Es bien sabido que, ante un mecanismo insólito, estamos obligados a verificar que se trata realmente de un mecanismo, es decir, de una secuencia necesaria de operaciones, de intentar saber qué efecto es considerado, es decir, cuál es el fin propuesto. Nosotros no podemos deducir su uso a partir de la forma y de la estructura del aparato, a menos que conozcamos ya el uso de la máquina o de máquinas análogas. Por consiguiente, ante todo es preciso ver funcionar la máquina para poder a continuación parecer deducir la función de la estructura. Henos aquí llegados al punto donde la relación cartesiana entre la máquina y el organismo se derriba. En un organismo se observa -y esto es demasiado conocido para tener que insistirfenómenos de autoconstrucción, de autoconservación, de autorregulación, de autorreparación. En el caso de la máquina, la construcción le es extraña y supone el ingenio del mecánico; la conservación exige la vigilancia y la atención constantes del mecánico, y se sabe hasta qué punto ciertas máquinas complicadas pueden perderse irremediablemente por una falta de atención o de vigilancia. En cuanto a la regulación y la reparación, suponen igualmente la intervención periódica de la acción humana. Sin duda hay dispositivos de autorregulación, pero son superposiciones por parte del hombre de una máquina a otra máquina. La construcción de servomecanismos o de automatismos electrónicos desplaza la relación del hombre con la máquina sin alterar el sentido. En la máquina hay una verificación estricta de las reglas de una compatibilidad racional. El todo es la suma rigurosa de las partes. El efecto depende del orden de causas. Además, una máquina presenta una rigidez funcional neta, rigidez cada vez más acusada por la práctica de la normalización. La normalización es la simplificación de los modelos de objetos y de las piezas de recambio, la unificación de las características métricas y cualitativas, permitiendo el intercambio de las piezas. Toda pieza vale otra pieza del mismo destino, dentro, naturalmente, de un margen de tolerancia que define los límites de fabricación. Estando así definidas comparativamente las propiedades de una máquina con las del organismo, ¿hay la misma finalidad en la máquina que en el organismo? Uno diría de muy buena gana que hay más finalidad en la máquina que en el 39

organismo, puesto que la finalidad es rígida y unívoca, univalente. Una máquina no puede reemplazar a otra máquina. A medida que la finalidad está más limitada, más reducido está el margen de tolerancia, más parece estar endurecida y acusada la finalidad. En el organismo, por el contrario, se observa -y esto es demasiado conocido para insistir- una vicariancia de las funciones, una polivalencia de los órganos, Sin duda, esta vicariancia de las funciones, esta polivalencia de los órganos no son absolutas, pero en relación con las de la máquina son de tal modo más considerables que, a decir verdad, la comparación no puede sostenerse.46 Como ejemplo de vicariancia de las funciones se puede citar un caso muy simple, bien conocido, que es el de la afasia en el niño. Una hemiplejia derecha en el niño casi nunca se acompaña de afasia, puesto que otras regiones del cerebro aseguran la función del lenguaje. En el niño de nueve años, cuando existe la afasia se disipa rápidamente.47 En cuanto al problema de la polivalencia de los órganos, se citará muy simplemente este hecho que, para la mayoría de los órganos de los cuales tradicionalmente creemos sirven para una función definida, ignoramos en realidad para qué otras funciones pueden servir. Así, en principio el estómago es considerado el órgano de la digestión. Ahora bien, es un hecho que, tras una gastrectomía realizada para el tratamiento de una úlcera, son menos los trastornos de la digestión que se observan que los trastornos de la hematopoyesis. Se ha terminado por descubrir que el estómago se comporta como una glándula de secreción interna. Uno citará igualmente, y no a título de exhibición de maravillas, el ejemplo reciente de una experiencia llevada a cabo por Courrier, profesor de biología en el College de France. Courrier practica una incisión en el útero de una coneja grávida, extrae del útero una placenta y la dispone en la cavidad peritoneal. Esta placenta se injerta sobre el intestino y se nutre normalmente. Cuando el injerto es operado, se practica la extracción de ovarios de la coneja, es decir, que por ahí se suprime la función del cuerpo amarillo del embarazo. En este momento, todas las placentas que están en el útero abortan y solamente la placenta situada en la cavidad abdominal llega a término. He ahí un ejemplo donde el intestino se comporta como un útero, y uno incluso podría decir, con mayor éxito. Estaríamos tentados a derribar, sobre este punto, una proposición de Aristóteles. «La naturaleza, dice en La Política, no procede mezquinamente como los cuchilleros de Delfos cuyos cuchillos sirven para diversos usos, pero pieza por pieza, el más perfecto de sus instrumentos no es el que sirve para varios trabajos, sino para uno solo.» Por el contrario parece que esta definición de la finalidad conviene mejor a la máquina que al organismo. En último término, se debe «Artificial quiere decir que tiende a un fin definido. Y por ahí se opone al viviente. Artificial o humano o antropomórfico se distinguen de esto que es solamente viviente o vital. Todo lo que llega a aparecer bajo la forma neta y terminada deviene artificial y esto es la tendencia de la consciencia creciente, Es así también el trabajo del hombre cuando se aplica a imitar lo más exactamente posible un objeto o un fenómeno espontáneo. El pensamiento consciente de él mismo se hace un sistema artificial... Si la vida tenía un fin, no sería más la vida.» P. Valéry: Cahier B. 1910. 47 Cf. Ed. Pichon: Le Développement psychique de l'enfant et de l'adolescent, Massan, 1936, p. 126; P. Cossa: Physiopathologie du Systéme nerueux, Massan, 1942, p. 845. 46

reconocer que, en el organismo, la pluralidad de funciones puede acomodarse a la unicidad de un órgano. Un organismo, pues, tiene más latitud de acción que una máquina. Hay menos finalidad y más potencialidades.48 La máquina, producto de un cálculo, verifica las normas del cálculo, normas racionales de identidad, de constancia y de previsión, mientras que el organismo viviente actúa según el empirismo. La vida es experiencia, es decir, improvisación, utilización de ocurrencias; es tentativa en todo el sentido. De donde el hecho, a la vez masivo y con frecuencia mal conocido, de que la vida tolera monstruosidades. No hay una máquina monstruo. No hay patología mecánica y Bichat lo había señalado en su Anatomie générale appliquée a la physiologie et a la médecine (1801). Mientras los monstruos sean todavía vivientes, no hay distinción entre lo normal y lo patológico en física y en mecánica. Hay una distinción de lo normal y de lo patológico en el interior de los seres vivientes. Estos son sobre todo los trabajos de embriología experimental que han conducido al abandono de las representaciones de tipo mecánico en la interpretación de los fenómenos vivientes, demostrando que el germen no encierra ninguna especie de «maquinaria específica» (Cuénot) que sería, una vez puesta en marcha, destinada a producir tal o cual órgano. Que ésta sea la concepción de Descartes no es dudoso. En la Description du Corps humain, escribía: «Si uno conociera bien cuáles son las partes de la simiente de cualquier especie animal en particular, por ejemplo del hombre, podría deducir de esto solo, por razones ciertas y matemáticas, toda la figura y conformación de cada uno de sus miembros así como también, conociendo recíprocamente muchas particularidades de esta conformación, se pueda deducir cuál es su simiente.» Ahora bien, como señala Guillaume,49 cuanto más se compara los seres vivientes a las máquinas automáticas, mejor se comprende, según parece, la función, pero menos la génesis. Si la concepción cartesiana era verdadera, es decir, si a la vez había preformación en el germen y mecanismo en su desarrollo, una alteración al principio acarrearía un trastorno en el desarrollo del huevo o bien lo impediría. De hecho, está bien lejos de ser así, y es el estudio de las potencialidades del huevo que ha hecho aparecer, a partir de los trabajos de Driesch, de Horstadius, de Speman y de Mangold, que el desarrollo embriológico difícilmente se deja reducir a un modelo mecánico. Tomemos por ejemplo las experiencias de Hörstadius sobre el huevo de erizo de mar. Corta un huevo de erizo de mar A en el estadio 16, según un plano de simetría horizontal, y otro huevo B, según un plano de simetría vertical. Junta una mitad A con una mitad B y el huevo se desarrolla normalmente. Max Scheler ha hecho remarcar que los vivientes son los menos especializados, contrariamente a la creencia de los mecanicistas, los más difíciles de explicar mecánicamente, porque todas sus funciones están asumidas en el conjunto del organismo. Es solamente con la diferenciación creciente de las funciones y la complicación del sistema nervioso que aparecen las estructuras teniendo la semejanza aproximativa con una máquina. La Situation de l'Homme dans le Monde, trad. fr. de Dupuy, pp. 29 Y 35, Aubier, París, 1951. 49 La Psychologie de la Forme, p. 131. 48

Driesch toma el huevo de erizo de mar en el estadio 16 y comprime el huevo entre dos portas, modificando la posición recíproca de las células en ambos polos; el huevo se desarrolla normalmente. Por consiguiente, estas dos experiencias nos permiten deducir la indiferencia del efecto en relación con el orden de sus causas. Hay otra experiencia todavía más notable. Es la de Driesch, que consiste en tomar los blastómeros del huevo de erizo de mar en el estadio 2. La disociación de los blastómeros obtenidos sea mecánicamente, sea químicamente en el agua de mar privada de sales de calcio, termina en el hecho de que cada uno de los blastómeros da nacimiento a una larva normal próxima a las dimensiones. Aquí, por consiguiente, hay una indiferencia del efecto en la cantidad de la causa. La reducción cuantitativa de la causa no acarrea una alteración cualitativa del efecto. Inversamente, cuando uno conjuga dos huevos de erizo de mar se obtiene una sola larva más gruesa que la larva normal. Es una nueva confirmación de la indiferencia del efecto en la cantidad de la causa. La experiencia por multiplicación de la causa confirma la experiencia por división de la causa. Es preciso decir que el desarrollo de todos los huevos no se deja reducir a este esquema. El problema mucho tiempo consistió en saber si uno tenía que habérselas con dos especies de huevos, unos huevos en regulación del tipo de huevo de erizo de mar, y. unos huevos en mosaico, del tipo huevo de rana, en los cuales el, futuro celular de los primeros blastómeros es idéntico, tanto si son disociados como si continúan juntos. La mayoría de los biólogos actuales admiten que entre los dos fenómenos hay simplemente una diferencia de precocidad en la aparición de la determinación en los huevos llamados «en mosaico». De una parte, el huevo en regulación se comporta a partir de un cierto estadio como el huevo en mosaico; de otra parte el blastómero del huevo de rana en el estadio 2 proporciona un embrión completo, un huevo en regulación, caso de invertirlo.50 Nos parece, pues, que uno se hace ilusiones pensando expulsar la finalidad del organismo por la asimilación del último a una composición de automatismos tan complejos como se quiera. En tanto la construcción de la máquina no sea una función de la máquina por sí misma, en tanto la totalidad del organismo no sea equivalente a la suma de las partes de un análisis que una vez descubra qué es dado, podrá parecer legítimo considerar a la anterioridad de la organización biológica como una de las condiciones necesarias de la existencia y del sentido de las construcciones mecánicas. Desde el punto de vista filosófico, importa menos explicar la máquina que comprenderla. Y comprenderla es inscribirla en la historia humana inscribiendo la historia humana en la vida, sin desconocer, no obstante, la aparición con el hombre de una cultura irreductible a la simple naturaleza. He ahí que hemos venido a ver en la máquina un hecho de cultura expresándose en unos mecanismos que no son más que un hecho de naturaleza a explicar. En un texto célebre de los Principes, Descartes escribe: «Es cierto que todas las reglas de 50

Aron et Grassé: Précis de Biologie animale, 2 éd., 1947, pp. 647 ss.

las mecánicas pertenecen a la física, de modo que todas las cosas que en ésta son artificiales son naturales. Porque, por ejemplo, cuando un reloj marca las horas, mediante las ruedas con las que está hecho, esto no es menos natural que para un árbol lo es producir frutos (IV, 203)51 Pero, desde nuestro punto de vista, podemos y debemos invertir la relación del reloj y del árbol, y decir que las ruedas con las cuales un reloj es hecho con el fin de mostrar las horas, y, de un modo general, todas las piezas de los mecanismos montados para la producción de un efecto en principio solamente soñado o deseado, son productos inmediatos o derivados de una actividad técnica tan auténticamente orgánica como la de la fructificación de los árboles y, primitivamente, bien poco consciente de sus reglas y de las leyes que garanticen la eficacia, como puede serlo la vida vegetal. La anterioridad lógica del conocimiento de la física sobre la construcción de las máquinas, en un momento dado, no puede y no debe hacer olvidar la anterioridad cronológica y biológica absoluta de la construcción de las máquinas sobre el conocimiento de la física. Ahora bien, un mismo autor ha afirmado, contrariamente a Descartes, la irreductibilidad del organismo a la máquina y, simétricamente, la irreductibilidad del arte a la ciencia. Es Kant, en la Critique du Jugement. Es verdad que en Francia no se tiene el hábito de buscar en Kant una filosofía de la técnica, pero no es menos cierto que los autores alemanes que se han interesado abundantemente por estos problemas, especialmente a partir de 1870, no han dejado de hacerlo. En el § 65 de la Critique du Jugement téléologique, sirviéndose del ejemplo del reloj, tan caro para Descartes, Kant distingue la máquina y el organismo. En una máquina, dice, cada parte existe para la otra, pero no por la otra; ninguna pieza está producida por otra, ninguna pieza está producida por el todo, y ningún todo por otro todo de la misma especie. No hay un reloj que haga relojes. Ninguna parte se reemplaza por sí misma. Ningún todo reemplaza una parte de la que está privado. La máquina posee, pues, la fuerza motriz, pero no la energía formadora capaz de comunicarse a una materia exterior y propagarse. En el § 75, Kant distingue la técnica intencional del hombre de la técnica intencional de la vida. Pero en el § 43 de la Critique du Jugement esthétique, Kant ha definido la originalidad de esta técnica intencional humana con relación al saber a través de un texto importante: «El arte, habilidad del hombre, también se distingue de la ciencia como poder de saber, como facultad práctica de la facultad teórica, como técnica de la teoría. Lo que uno puede, desde que solamente sabe lo que debe hacer, y conoce suficientemente el efecto buscado, no se llama arte. Lo que uno no tiene la habilidad de ejecutar aunque se posea completamente la ciencia, he ahí lo que, en esta medida, es el arte. Camper describe muy exactamente cómo debería ser hecho el mejor calzado, pero él seguramente era incapaz de hacer uno.» Este texto es citado por Krannhals en su obra Der Weltsinn der Technik, y él ve, según parece con razón, el reconocimiento de que toda técnica comporta esencial y Cf. Nuestro estudio Descartes et la Technique, Travaux du IX' Congres international de philosophie, II, pp. 77 ss. Hermann, París, 1937.

positivamente una originalidad vital irreductible a la racionalización.52 Consideremos, en efecto, que en un instante el ajustamiento, la síntesis en la producción, lo que se suele llamar el ingenio, cuya responsabilidad se delega alguna vez a un instinto, todo esto es tan inexplicable en su movimiento formador como lo puede ser la producción de un huevo de mamífero fuera del ovario, aunque se quiera suponer enteramente conocida la composición físico-química del protoplasma y la de las hormonas sexuales. Esta es la razón por la que hallamos más luz, aunque sea todavía débil, sobre la construcción de las máquinas en los trabajos de los etnógrafos que en los de los ingenieros.53 En Francia, los etnógrafos son quienes están más cerca, en la hora actual, de la constitución de una filosofía de la técnica, de la que se han desinteresado los filósofos, ante todo atentos a la filosofía de las ciencias. Por el contrario, los etnógrafos han estado ante todo atentos a la relación entre la producción de las primeras herramientas, los primeros dispositivos de acción sobre la naturaleza y la actividad orgánica misma. El único filósofo que, según nuestro saber, se ha ocupado de cuestiones de este orden en Francia, es Alfred Espinas y nos remitimos a su obra clásica sobre Les Origines de la Technologie (1897). Esta obra contiene un apéndice, el plan de un curso impartido en la Facultad de letras de Burdeos hacia 1890, que trataba sobre la voluntad, y donde Espinas trataba, bajo el nombre de voluntad, la actividad práctica humana y especialmente la invención de las herramientas. Se sabe que Espinas toma prestada su teoría de la proyección orgánica -que le sirve para explicar la construcción de las primeras herramientas- de un autor alemán, Ernst Kapp (1808-1896), quien por primera vez la expuso en 1877 en su obra Grundlinien einer Philosophie der Technik. Esta obra, clásica en Alemania, es hasta tal punto desconocida en Francia, que ciertos psicólogos que han reemprendido, a partir de los estudios de Köhler y de Guillaume, el problema de la utilización de las herramientas a través de los animales y la inteligencia animal, atribuyendo esta teoría de la proyección a Espinas, sin ver que éste declara muy explícitamente en muchas ocasiones que la ha tomado prestada de Kapp.54 Según la teoría de la proyección a la que se remontan los fundamentos filosóficos, a través de von Hartmann y La Philosophie de l'Insconcient, hasta Schopenhauer, las primeras herramientas no son más que la prolongación de los órganos humanos en movimiento. El sílex, la maza, y la palanca prolongan y extienden el movimiento orgánico de percusión del brazo. Esta teoría, como toda teoría, tiene sus límites y encuentra un obstáculo especialmente en la explicación de invenciones como la del fuego o como la de la rueda, tan características de la técnica humana. Oldenburg éd. Munich-Berlín, 1932, p. 68. El punto de partida de estos estudios debe ser buscado en Darwin; La Descendance de l'Homme: lnstruments et armes employés par les animaux (trad. fr., Schleicher éd.). Marx ha querido ver toda la importancia de las ideas de Darwin. Cf. Le Capital, trad. Molitor, tome III, p. 9, note. 54 Nosotros aquí hacemos alusión al excelente pequeño libro de Viaud: L'Intelligence, P.U.F. col. Que sais-je? 1945. 52 53

Pero aquí se busca vanamente, en este caso, los ademanes y los órganos de los que el fuego o la rueda serían la prolongación o la extensión, aunque es cierto que para los instrumentos derivados del martillo o de la palanca, para todas estas familias de instrumentos, la explicación es aceptable. En Francia, los etnógrafos son quienes han reunido no solamente los hechos, sino las hipótesis sobre las cuales podría constituirse una filosofía biológica de la técnica. Lo que los alemanes han constituido por la vía filosófica55 -por ejemplo una teoría del desarrollo de las invenciones, fundada sobre las nociones darwinianas de variaciones y de selección natural, como lo ha efectuado Alard Du Bois-Reymond (1860-1922) en su obra Erfindung und Erfinder (1906),56 o incluso, una teoría de la construcción de las máquinas como «táctica de la vida», como lo ha hecho Oswald Spengler en su libro Der Mensch und die Technik (1931)-, lo vemos reemprendido, lo mismo que se puede saber sin derivación directa, por Leroi-Gourhan en su libro Milieu et Techniques. Es por asimilación al movimiento de una ameba que empuja fuera de su masa una expansión que coge y capta para digerir el objeto exterior de su codicia, que Leroi-Gourhan intenta comprender el fenómeno de la construcción de la herramienta: «Si la percusión ha sido propuesta como la acción técnica fundamental, es que en la casi totalidad de los actos técnicos hay, la búsqueda del contacto a tocar, pero mientras la expansión de la ameba conduce siempre su presa hacia el mismo proceso digestivo, entre la materia a tratar y el pensamiento técnico que lo envuelve se crean, para cada circunstancia, órganos de percusión particulares (p. 499).» Y los últimos capítulos de esta obra constituyen el ejemplo más conmovedor en la hora actual de una tentativa de acercamiento sistemático y debidamente circunstanciado entre biología y tecnología. A partir de estas visiones, el problema de la construcción de las máquinas recibe una solución enteramente diferente de la solución tradicional en la perspectiva que uno llamará, a falta de algo mejor, cartesiana, perspectiva según la cual la invención consiste en la aplicación de un saber. Es clásico presentar la construcción de la locomotora como una “maravilla de la ciencia”. Y, sin embargo, la construcción de la máquina a vapor es ininteligible si se ignora que no es la aplicación de conocimientos teóricos previos, sino que es la solución de un problema milenario, propiamente técnico, que es el problema del desecamiento de las minas. Es preciso conocer la historia natural de las formas de la bomba, conocer la existencia de las bombas a fuego, donde el vapor en principio no ha jugado el papel de motor, pero ha servido para producir, por condensación bajo el pistón de la bomba, un vacío que permitía a la presión atmosférica -actuando como motorCf. La obra de E. Zschimmer: Deutscbe Pbilosopben der Teehnik, Stuttgart, 1937. Alain ha esbozado una interpretación darwiniana de las construcciones técnicas en un muy bello propósito (Les Propos d'Alain, N.R.F., 1920; tome 1, p. 60) precedido y seguido de algunos otros, plenos de interés para nuestro problema. La misma idea está indicada numerosas veces en el Systéme des Beaux-Arts, concerniendo a la fabricación del violín (IV, 5), de los muebles (VI, 5), de las casas campesinas (VI, 3; VI,8).

bajar el pistón, para comprender que el órgano esencial, en una locomotora, sea el cilindro y el pistón.57 Dentro de un tal orden de ideas, Leroi-Gourhan va más lejos aún, y es en el torno donde busca uno de los ancestros, en el sentido biológico de la palabra, de la locomotora. «Es de máquinas como el torno -dice- de donde han salido las máquinas de vapor y los motores actuales. Alrededor del movimiento circular se reúne todo lo que el espíritu inventivo de nuestro tiempo ha descubierto de más elevado en las técnicas, la manivela, el pedal, la correa de transmisión (p. 100).» Y todavía: «La influencia recíproca de las invenciones no ha sido lo suficientemente desembarazada y se ignora que, sin el torno, no tendríamos la locomotora (p. 104).»58 Más lejos: «El principio del siglo XIX no conocía las formas que fueron los embriones materialmente utilizables de la locomotora, del automóvil y del avión. Se descubren los principios mecánicos dispersos en veinte aplicaciones conocidas después de numerosos siglos. Está ahí el fenómeno que explica la invención, pero lo propio de la invención es el materializarse instantáneamente de algún modo (p. 406).» Se ve cómo, a las luz de estas observaciones, Ciencia y Técnica deben ser consideradas como dos tipos de actividades en las que una no se injerta a la otra , pero donde cada una toma prestado recíprocamente a la otra unas veces soluciones, otras veces problemas. La racionalización de las técnicas hace olvidar el origen irracional de las máquinas, y parece que en este dominio, como en cualquier otro, falta dar paso a lo irracional, incluso y sobre todo cuando se quiere defender el racionalismo.59

La máquina a vapor con doble efecto alternativo del vapor sobre el pistón es puesta a punto por Watt en 1784. Las Réflexions sur la puissanee motriee du feu son de 1824 y se sabe que la obra permaneció ignorada hasta mitades del siglo XIX. A este propósito la obra de P. Ducassé, Histoire des Teehniques (Coll. Que Sais-je? 1945) señala la anterioridad de la técnica sobre la teoría. Sobre la sucesión empírica de diversos órganos y de diversos usos de la máquina a vapor, consultar la Esquisse d'une Histoire de la Technique de A. Vierendeel (Bruselas-París, 1921) que resume en particular la gran obra de Thurston, Histoire de la Machine a capear (Trad. fr. de Hirsch). Sobre la historia de los trabajos de Watt, leer el capítulo James Watt ou Ariel ingénieur en Les Aventures de la Science de Pierre Devaux (Gallimard, 1943). 58 Uno igualmente lee en un artículo de A. Haudricourt sobre Les Moteurs animés en Agriculture: «Es preciso no olvidar que a la irrigación debemos los motores inanimados: la noria es el origen del molino hidráulico, como la bomba es el origen de la máquina de vapor.» (Revue de Botanique appliquée et d'Agriculture tropicale, t. XX, 1940, p. 762). Este excelente estudio pone los principios de una explicación de las herramientas en sus relaciones con las comodidades orgánicas y las tradiciones en uso. 59 Bergson, en las Deux sources de la Morale et de la Religion, piensa muy explícitamente que el espíritu de invención mecánica, aunque alimentado por la ciencia, permanece distinto y podría, en rigor, separarse, d. pp. 329-330. Bergson es uno de estos raros filósofos franceses, acaso el único que ha considerado la invención mecánica como una función biológica, un aspecto de la organización de la materia por la vida. La Evolution créatrice es, de algún modo, un tratado de organología general. Sobre las relaciones de la explicación y el quehacer, ver asimismo en Varieté de P. Valéry, los dos primeros textos: L'Homme et la Coquille, Discours aux Chirrugiens y en Eupalinos el pasaje sobre la construcción de los barcos. Y, en fin, leer el admirable Eloge de la Main de Henri Focillon, en Vie des formes (P.U.F., 1939). 57

Falta añadir que el trastorno de la relación entre la máquina y el organismo, operaba como una comprensión sistemática de las invenciones técnicas como comportamiento del viviente, encuentra alguna confirmación en la actitud que la utilización general de las máquinas poco a poco impone a los hombres de las sociedades industriales contemporáneas. La importante obra de G. Friedmann, Problémes humains du Machinisme industriel, muestra bien cuáles han sido las etapas de la reacción que ha devuelto al organismo el primer rango de los términos de relación máquina-organismo humano. Con Taylor y los primeros técnicos de la racionalización de los movimientos de trabajadores vemos al organismo humano alineado, por así decirlo, sobre el funcionamiento de la máquina. La racionalización es propiamente una mecanización del organismo en tanto apunta a la eliminación de movimientos inútiles, desde el solo punto de vista del rendimiento considerado como función matemática de un cierto número de factores. Pero la constatación de que los movimientos técnicos superfluos son movimientos biológicamente necesarios, ha sido el primer escollo hallado por esta asimilación exclusivamente tecnicista del organismo humano a la máquina. A partir de ahí, el examen sistemático de las condiciones fisiológicas, psicotécnicas e incluso psicológicas en el sentido más general de la palabra (puesto que uno termina por esperar con la consideración de los valores el núcleo más original de la personalidad) ha conducido a una inversión que ha llevado a Friedmann a llamar como una revolución ineluctable la constitución de una técnica de adaptación de las máquinas al organismo humano. Esta técnica le parece ser el redescubrimiento sabio de los procedimientos totalmente empíricos por los cuales los pueblos primitivos siempre han buscado adaptar sus herramientas a las normas orgánicas de una acción a la vez eficaz y biológicamente económica, es decir, una acción donde el valor positivo de apreciación de las normas técnicas está situada en el organismo en trabajo, defendiéndose espontáneamente contra toda subordinación exclusiva de lo biológico a lo mecánico. De modo que Friedmann pueda hablar, sin ironía y sin paradoja, de la legitimidad de considerar el desarrollo industrial de Occidente desde un punto de vista etnográfico (p. 369). En resumen, considerando la técnica como un fenómeno biológico universal60 y no Ahí está una actitud que empieza a ser familiar a los biólogos. Ver especialmente L. Cuénot: Invention et Finalité en biologie, Flammarion, 1941; Andrée Tétry: Les Outils cbez les Etres oioants, Gallimard, 1948, y A. Vandel: L'Homme et l'Eoolution, Gallimard, 1949. Ver especialmente en esta última obra las consideraciones sobre Adaptation et Invention, pp. 120 ss. Uno no puede desconocer el papel de fermento que han tenido en estas materias las ideas del Padre Teilhard de Chardin. Bajo el nombre de Bionics, una reciente disciplina, nacida a los U.S.A., hace una decena de años, se aplica el estudio de las estructuras de los sistemas biológicos pudiendo ser utilizados como modelos o análogos para la tecnología, especialmente para los constructores de los aparatos de detección, de orientación, de equilibrio destinados al equipamiento de aviones o de misiles. La Biónica es el arte -muy sabio- de la información que se pone en la escuela de la naturaleza viviente. La rana, con el ojo selectivo de información instantáneamente utilizable, el crótalo, al termoceptor sensible en la noche a la temperatura de la sangre de sus presas, la mosca común equilibrando su vuelo por dos cilios vibrátiles, han abastecido de modelos a una nueva especie de ingenieros. En U.S.A. existe, en numerosas universidades, una enseñanza especial de Bio-engineering, de la cual el Massachusetts Institute

solamente como una operación intelectual del hombre, de una parte llevado hasta la afirmación de una autonomía creadora de las artes y de los oficios por relación con todo conocimiento capaz de anexionarse para aplicaciones o para informarles con el fin de multiplicar los efectos, y, por consiguiente, para inscribir de otra parte la mecánica en lo orgánico. Entonces no es, naturalmente, más que cuestión de pedir en qué medida el organismo puede o debe ser considerado como una máquina, tanto desde el punto de vista de su estructura como desde el punto de vista de sus funciones. Pero se requiere buscar por qué razones la opinión inversa, la opinión cartesiana, ha podido nacer. Nosotros hemos intentado aclarar el problema. Hemos propuesto que una concepción mecanicista del organismo no era menos antropomórfica, a despecho de las apariencias, que una concepción teleológica del mundo físico. La solución que hemos intentado justificar tiene la ventaja de demostrar al hombre en continuidad con la vida por la técnica, antes de insistir sobre la ruptura de la cual asume la responsabilidad por la ciencia. Tiene sin duda el inconveniente de parecer reforzar las requisitorias nostálgicas que demasiados escritores, poco exigentes en cuanto a la originalidad de sus temas, periódicamente dirigen contra la técnica y sus progresos. No pretendemos acudir en su socorro. Queda bien claro que si el viviente humano se ha entregado a una técnica de tipo mecánico, el fenómeno masivo tiene un sentido no gratuito y, por consiguiente, no revocable a la demanda. Pero ésta es otra cuestión distinta a la que acabamos de examinar.

of technology parece haber sido el hogar inicial. Cf. el artículo de J. Dufrenoy, Systemes biologiques servant de modeles a la technologie (en Cabiers des Ingénieurs Agronomes, juinjulliet, 1962, p. 21).

DE LA CONTEMPLACIÓN A LA COMPRENSIÓN DE LOS SERES VIVOS Steiner Valencia V., Olga Mercedes Méndez N., José Pablo Garzón O., Gladys Jiménez G. RESUMEN 61

AS PERSPECTIVAS EDUCATIVAS QUE CENTRAN SU MIRADA en los indicadores de eficiencia y calidad de los procesos que se desarrollan en la escuela, hacen perder de vista la complejidad de relaciones que configuran a ésta como un espacio de transformación cultural. Es decir, como un espacio en donde los sujetos se relacionan con saberes y prácticas históricamente sancionados, a partir de sus representaciones, imágenes, deseos y sentires, y desde las cuales legitiman, dinamizan y transforman las relaciones que establecen con su mundo natural y social. Este enfoque sirve de telón de fondo a este artículo para plantear, desde una perspectiva histórica y epistemológica, que las imágenes y representaciones que sobre los seres vivos circulan en las prácticas de enseñanza de la biología, inciden en la forma como los individuos comprenden y se relacionan con su entorno y son la base para la construcción de un campo discursivo complejo de los fenómenos naturales y sociales. EN LOS ALBORES DE LA HUMANIDAD Los senderos que recorrieron los antepasados son sagrados. Allí donde fueron, dejaron la sagrada huella de su presencia: una piedra, una charca, un árbol... Pues el tiempo del sueño no reside únicamente en el lejano pasado, sino que es el Ahora Eterno. Entre latido y latido, el Tiempo del Sueño puede surgir otra vez. (Fragmento de un mito de creación australiano)

Bajo un sol ardiente de verano deambula una horda por la pradera. La sequía de este año es más intensa que las anteriores y la que más víctimas ha cobrado entre la población. La horda debe encontrar nuevas tierras con alimento y agua fresca para mitigar el hambre y la sed, o de lo contrario, aumentará la caída inerme de ancianos y el abandono de crías por parte de las famélicas hembras que, con desconcierto y paso vacilante, evitan rezagarse del grupo para no ser presa fácil de los predadores que a prudente distancia persiguen la manada. No bien entrada la noche, mientras unos buscan refugio y otros, los más fuertes que aún quedan, ahuyentan a sus enemigos lanzando gritos, arrojando piedras y blandiendo palos, ocurrió algo absolutamente inesperado que cambio por completo el deambular por los valles, montañas y praderas, de estas hordas ancestrales.

Este artículo fue publicado en la Revista Campo Abierto. Universidad de Extremadura. España. Nº 20. 2001.

No está muy claro lo que sucedió: si fue un certero golpe de los atacantes, o una nueva víctima que cobraba el hambre y la sed. Lo cierto es que uno de ellos cayó inerme sobre la tierra reseca. Quien a su lado estaba se detuvo, lo miro, lo olió, lo movió, pero él permaneció inerme. Caminó como quien invita para que lo siga. Pero tampoco se movió. Regresó, lo empujó y caminó nuevamente, pero tampoco se movió. Como la horda se alejaba cada vez más, partió lentamente a su encuentro, no sin dejar de mirar a aquel que yacía inerme en la tierra reseca y quebrada por el sol. Tiempo después cuando la horda regresó, aquel que partió mirando con desconcierto a quien yacía inerme en la tierra reseca, encontró en el mismo lugar hierba fresca y tierra húmeda que crecía alrededor de quien un día fue su acompañante. No se había acercado aún para tocarlo, olerlo e invitarlo a caminar con él, cuando comenzó lentamente a retroceder. No está muy claro lo que fue: si el olor poco familiar de lo que encontró, o el aspecto que tenía aquello, o las dos cosas a la vez. Lo cierto es que lo inundó una incertidumbre y un temor nunca antes sentido, al ver que algo que había sido semejante a él ya no lo era. No se sabe cómo o por qué, pero empezó a taparlo con tierra húmeda, hierba fresca y uno que otro arbusto reseco que recordaba la última sequía. Lo hizo lentamente, con inquietud, unos dicen que con respeto otros que con temor. Los que dicen que con temor piensan que debió ser porque se dio cuenta que él terminaría así; los que dicen que con respeto piensan que debió ser para aliarse con las fuerzas extrañas y poderosas que atacaron a su acompañante. Como quiera que sea, ambos coinciden en que ese encuentro, fue el encuentro de la consciencia de la existencia como continuidad, pero también de la consciencia de la existencia como finitud, como discontinuidad. DE LA MIRADA O DE CÓMO INVENTAR UN MUNDO La "decisión" que llevó a algunos de los grandes simios a descender de los árboles y a recorrer las praderas les planteó dos alternativas: la adaptación o la desaparición. En las estrategias desarrolladas para responder a estas dos alternativas parecen estar las condiciones que hicieron posible el surgimiento del hombre. En efecto, liberar las manos, para asir palos y piedras, favoreció defenderse de los depredadores, así como cargar sus crías entre los brazos y explorar un mundo con posibilidades más allá de las que su olfato reportaba. Igual papel pudo jugar la postura bípeda al ampliar su visión, allende la pradera, y permitir, con certeza, cotejar la proximidad de lo curioso y de lo extraño. ¿Qué inquietudes, qué incertidumbres, qué temores y ansiedades, acompañaban a aquellos ancestrales caminantes? ¿Qué encontraban en ese encuentro, mano a mano, hombro a hombro, en ese encuentro de miradas? ¿Puede estar en este encuentro el encuentro con el otro? ¿Qué decir de la experiencia de su ausencia, de su no proximidad, de su no tibieza? Puede ser aventurado afirmar que en esta negación está el origen de la conciencia, 50

o el darse cuenta del otro. Puede también parecer absurdo que en la desaparición del otro se patentice "mi" existencia, se constate como finita, se vivencie como perecedera. Puede ser lo que sea, incluso puede ser la primera tragedia humana; sin embargo, es este debate consigo mismo, esta conciencia de lo viviente, por la ausencia del otro, lo que reporta experienciarse viviente y como tal, experienciarse diferente de lo que desaparece ante mis ojos, de lo que ya no encuentro en mi calor, de lo que ya no encuentro en su mirada. Desde entonces el vivir constituye la experiencia de un viviente; de un viviente que es consciente de su propio vivir. ¿Qué soledades pudo haber en este hallazgo? ¿Qué incertidumbres se tejieron en la mirada para hacer diferente lo extraño y extraño lo diferente? ¡Arrolladora incertidumbre! Tal vez, la necesidad de aliviar la soledad, de hacer familiar lo extraño y parecido lo diferente, justifica que el naciente hombre comenzara a ver todo lo existente como dotado de un algo; de un algo que le permite reconocerse en lo semejante. Desde entonces lo vivo se nos aparece como inmediato en nuestra experiencia como vivientes: lo viviente se señala con el dedo, se recorre con la mirada y se nombra. ¿Qué importancia tiene entonces preguntarnos por lo vivo o por lo que hace vivo a los seres, sí éste se me aparece ya a la consciencia como dotado de un sentido? Fueron, parece ser, muchas las condiciones para que tal certeza histórica, tal claridad de pensamiento, comenzara a ser no más que una luz lejana en el camino; fueron también muchos los rechazos y muchos los esfuerzos para no abandonar esa experiencia convertida en mito. Muchos de estos esfuerzos aún están presentes con distintos matices y también con distintos orígenes. En lo que respecta a nuestra tradición histórica, que corresponde a la tradición europea implantada a sangre y fuego en América, estos esfuerzos se encuentran tanto en la vida cotidiana como en las escuelas. Algunos, tal vez por la añoranza de un antiguo mito, no renuncian a la idea fraguada en las antiguas praderas. Para otros, lo vivo es tan obvio que toda pregunta sobre él es una redundancia. Otros más, ven en la pregunta una decisión que toma distancia entre lo señalado y quien señala; entre la representación y lo representado; entre las palabras y las cosas; en últimas una decisión que hace posible hacer visible lo que aparece invisible a los ojos. Todos estos esfuerzos constituyen la historia de las ideas sobre lo vivo. Historia llena de caminos, de altibajos, de sospechas, de certidumbres que se ciernen como certezas sobre las que cabe dudar, o como verdades erigidas como dogmas que obstaculizan e inmovilizan las ideas. Como quiera que sea, la pregunta por lo vivo, actualiza los problemas, los debates, las concepciones y las explicaciones que han hecho de lo vivo un problema de conocimiento.

En los esfuerzos por comprender qué son los seres vivos o qué hace vivo a ciertos seres, ha habido muchos hallazgos. Están desde los que consideran a todo lo semejante como dotado de un algo, ánima, alma, espíritu, energía, que en general denominan como vida. Estos hallazgos también muestran las diversas denominaciones que a ello se le han dado: vida, ser animado, ser vivo, ser viviente, seres organizados, organismo... y más recientemente, sistemas dinámicos vivientes. La historia de esta denominación pareciera un simple ejercicio semántico, sin embargo, como veremos más adelante, constituye la historia de la diferenciación de un campo disciplinar llamado Biología. ¿Cómo surge la Biología como ciencia? ¿Cuál es el objeto de estudio de la Biología? ¿Cuáles son las condiciones de su aparición? ¿Cómo, en el saber sobre los seres vivos, fue posible operarse una separación entre las palabras y las cosas, entre los seres vivos y lo que se dice de ellos? O como afirma Michel Foucault, ¿cómo se hizo posible un lenguaje del lenguaje de los seres vivos? IMÁGENES Y REPRESENTACIONES DE REALIDAD Y CONOCIMIENTO Las representaciones que elaboramos de la naturaleza, de la verdad y sus formas de legitimarla; las ideas que tenemos acerca de qué y cómo es el mundo, de cómo y quienes somos nosotros, se estructuran no sólo desde los contextos, las dinámicas culturales, las edades, los deseos y las motivaciones, sino desde unas particulares estrategias de organización. Estas estrategias de organización las denominamos imágenes; desde ellas nos relacionamos con los eventos del mundo, organizamos dicha relación y construimos conocimiento. Al igual que las representaciones, las imágenes son emergencias culturales y agencian unas particulares formas de relación con el mundo, con nuestros congéneres, con el conocimiento y con la cultura en general. Así, cuando damos cuenta de algo, explicamos, argumentamos, o definimos, no sólo estamos haciendo explícita la representación que tenemos de ello, sino generando condiciones para identificar el tipo de imágenes que estamos utilizando como estrategia para hacer esas representaciones. Esto permite, además, hacer conciencia de los compromisos epistemológicos, ontológicos e ideológicos que están implicados en ella. Desde estos supuestos afirmamos que las imágenes y representaciones que circulan en torno a los seres vivos, son la base sobre la que se enseña y aprende Biología. El análisis y cuestionamiento de estas imágenes y representaciones permite explicitar las concepciones, los significados y las relaciones que sobre la realidad, el conocimiento y los seres vivos circulan en los contextos escolares. Con los desarrollos teóricos que se presentan en este artículo pretendemos contribuir a generar espacios de discusión con la comunidad de docentes sobre el papel que juegan estas imágenes en la construcción de conocimiento biológico y, aportar elementos críticos para la comprensión y cualificación de las prácticas de enseñanza de la biología. 52

Una primera representación la podemos concebir como una ventana a través de la cual un observador mira una escena y la reconstruye tal cual aparece ante sus ojos. Esta reconstrucción le permite decir al observador: “Yo veo la realidad”. Este modo de representación asume la realidad como algo preexistente, independiente al sujeto, con un contenido y un sentido propio. Desde ellas se establece igualmente una dicotomía entre sujeto-objeto y se asume que la realidad es anterior a cualquier presencia humana y, por tanto, esencialmente inconmensurable (Alpers, 1995). Esta imagen de realidad configura unas determinadas relaciones con el conocimiento y unas particulares prácticas de enseñanza. Así, es frecuente encontrar opiniones que conciben, en general, los conocimientos como producto de las formas de razonamiento o de organización de la evidencia empírica de hombres geniales; y la cultura, como un escenario donde estos realizan su labor. Desde esta imagen, la ciencia, por ejemplo, es considerada como un conjunto de conocimientos verdaderos resultado de una serie de descubrimientos de sabios geniales, cada uno de los cuales ha aportado un ladrillo al prestigioso edificio de la ciencia actual. O dicho, en otros términos, la ciencia es considerada como un desarrollo escalonado en el que cada generación aporta los suplementos necesarios a los conocimientos anteriores, los cuales, son acumulados por ancestros gloriosos y geniales. Como se podrá colegir, las prácticas educativas que se configuran desde esta imagen de la realidad, dan poca o ninguna importancia a los conocimientos que no se consideran científicos, como el artístico, el literario o el mágico-religioso. En correspondencia con ello en la escuela lo que se considera como conocimiento científico se organiza en currículos desde la pretensión de ofrecer a los estudiantes de manera “racionalizada” y “eficaz”, que va de lo “simple” a lo “complejo”, las producciones que se considera constituyen la ciencia: informaciones, resultados, algoritmos, definiciones, entre otras. En este sentido, la enseñanza de las ciencias se centra en el desarrollo de habilidades para la deducción matemática o para el experimento en laboratorio y determina que la relación maestro-estudiante se caracterice porque el primero “sabe” y en consecuencia “enseña” y el segundo “no sabe” y en consecuencia “aprende”. Una segunda representación que podemos considerar no se caracteriza como una ventana al mundo percibido, sino como un lugar de reciprocidad, en donde la dicotomía entre el sujeto y el objeto se rompe y se configura una dialéctica sujetoobjeto desde la cual se construye la realidad. Con este modo de representación, asistimos a la transformación de la imagen de una realidad independiente del sujeto, por la imagen de una realidad dependiente de él, en la que el conocer surge de las interacciones que los sujetos establecen entre sí y con los objetos de su mundo.

Desde esta imagen de la realidad como reciprocidad, el conocimiento se concibe como un proceso y elaboración de ideas, histórica y socialmente condicionado por los entramados de significación que configuran la cultura. Acá, interpretar acontecimientos, construir fenómenos y preguntas sobre el mundo, o dar respuesta a problemas, hacen parte de la actividad permanente del hombre en la cual intervienen la red de significaciones y los múltiples sentidos que configuran el ámbito cultural en el cual se realiza dicha actividad. El conocimiento es entonces la actividad permanente de un grupo social y en su desarrollo, inciden las imágenes culturalmente condicionadas. En consecuencia, la enseñanza es posible considerarla como una actividad que se expresa en la continua elaboración y confrontación de modelos, esquemas o estrategias, desde las cuales organizamos nuestra experiencia y nuestro pensamiento y a partir de las cuales, constituimos nuestros puntos de vista y nuestras interpretaciones sobre la “realidad”. Por esta razón, es indispensable generar condiciones en las que los estudiantes hagan explícitas las interpretaciones que poseen sobre el mundo natural y social, para, de esta manera, dinamizar procesos de deconstrucción, reconstrucción, construcción y estructuración de modelos, esquemas y formas de organizar la experiencia y el pensamiento, que permitan generar nuevas y diferentes formas de construir realidades. IMÁGENES Y REPRESENTACIONES SOBRE LOS SERES VIVOS Así como unas determinadas imágenes y representaciones de realidad vehiculizan unas particulares relaciones con el conocimiento, es posible mostrar que las imágenes y representaciones que sobre los seres vivos circulan en los contextos escolares determinan el tipo de relaciones que los sujetos establecen consigo mismo y con la naturaleza. A continuación, caracterizamos algunas de estas imágenes y representaciones que se actualizan en las prácticas escolares. La contemplación como conocimiento de lo vivo Es posible hablar de unas imágenes que identifican la palabra y la cosa como una misma entidad; o en otros términos, unas imágenes que consideran que en lo que se dice están contenidos los signos, las señales, las huellas, las marcas y el sentido de las cosas. Esta no separabilidad entre las palabras y las cosas mantiene al pensamiento en la convicción de que la palabra define lo que ella enuncia. ¡Basta con enunciar un nombre para conocer lo que con él se indica! podría ser la fórmula para caracterizar este pensamiento que confía en lo "visible" y "cercano" de lo vivo como razón suficiente para hablar de él y que hace innecesario pensarlo como un mundo de transformaciones y de cambios a comprender. Desde estas imágenes se configuran representaciones que consideran a los seres 54

vivos como seres creados que nacen, crecen, se reproducen y mueren y al hombre como ser privilegiado de la creación. Esta representación, que podemos denominar Contemplativa, considera la naturaleza como un bien divino, ordenada y edénica y la realidad como dada, verdadera y con un sentido y un significado independiente a los sujetos. Un primer análisis de lo que implica caracterizar los seres vivos como seres que nacen, crecen, se reproducen y mueren, nos permite arriesgar las siguientes ideas. Hablar de nacimiento y muerte como características que diferencian a los seres vivos de los que no lo son, nos remite a pensar lo vivo como la expresión de una tensión entre estados "críticos", principio y fin, por contraposición a la "permanencia" de la materia inerte; esta caracterización, al enmarcar lo vivo entre dos momentos, obliga a estudiarlo en el tránsito de dichos eventos, a emitir juicios externos que se creen definitorios y a eludir las preguntas por las relaciones que han hecho posible su emergencia y la complejidad de sus transformaciones. Con la reproducción por su parte, se quiere dar cuenta de la acción con la que se obtiene un nuevo ser desde la convicción según la cual un semejante produce un semejante y para la cual "no hay más solución que la del propio hecho" (Jacob, 1982). En efecto, nada más obvio para un espíritu "confiado" que la reproducción. Nada más esclarecedor del poder y la voluntad divina que la reproducción como un "creced y multiplicaos". Nada más alentador que la reproducción como condición que nos liga con la divinidad y nos sumerge en la continuidad de la vida como especie. Y nada más ejemplificador que la sexualidad como una condición que hace de la reproducción un hecho. Sin embargo, estas seguridades no nos dan cuenta de preguntas como: ¿Por qué los hijos se parecen a los padres? ¿Por qué, si todas las especies son creaciones independientes, existe entre ellas una "organización" común? ¿Qué relaciones hay entre la reproducción de las especies y su transformación en el tiempo? ¿Por qué la sexualidad es una condición necesaria para la vida? ¿Cómo acceder al análisis de la no visibilidad de la reproducción? Preguntas como éstas nos muestran que no hay nada más oculto a la mirada confiada y distraída que la reproducción. Nada más ejemplificador que la reproducción para diferenciar un espíritu conforme en la contemplación de lo que se le aparece como evidente, de un espíritu que desea comprender lo que aparece oculto a sus ojos para hacer de ello un problema de conocimiento. Desde la representación que estamos caracterizando, el crecimiento está en el mismo nivel de evidencia que la reproducción. Se lo entiende como la puesta en acción de una serie de "potencialidades"62 que se constatan en el aumento de tamaño a través del tiempo, pero no se explican, no se da cuenta de ellas, solamente De la misma manera, se enunciaba que las sustancias tenían poderes de unirse a otras o no (afinidad), sin que se comprendiera de qué dependían dichos poderes.

se enuncian. Será necesario superar la contemplación para comprender que en lo más íntimo de la dinámica de lo vivo, reproducción y crecimiento no son totalmente diferentes. En resumen, desde esta concepción, nacimiento, crecimiento, reproducción y muerte no son más que la expresión de principios metafísicos, de causas supraempíricas que permiten descubrir la esencia y origen de los seres vivos. Pero, ¿qué clase de validez metodológica tienen estos principios en el conocimiento de lo vivo? Desde estos principios, igualmente, se piensa lo "animado" en una relación de continuidad, de prolongación con lo "inanimado" y se presenta el mundo como un todo jerarquizado, de suerte que se puede, dice Buffon, "ir bajando gradualmente de la criatura más perfecta hasta la materia más informe, del animal mejor organizado al mineral más tosco" (Jacob, 1982). Tal jerarquización forma un mundo continuo que liga a todos los seres de la naturaleza y los ubica en categorías con arreglo a la complejidad de sus semejanzas. De aquí resulta comprensible entonces que, como sostiene Charles Bonnet, existan en la naturaleza "los seres brutos o desorganizados, los seres organizados e inanimados, los seres organizados animados y razonables" (Jaco, 1982). La organización entendida así, no representa una decisión entre lo viviente y lo no viviente, sino, la sagacidad del naturalista quien, con una cuidadosa “lectura" de la signatura del mundo y conociendo todo lo que a su alrededor gira, así como la manera en que cada cosa existente se influye mutuamente, elabora una hermeneútica de la unicidad de la naturaleza. Este papel de "traductor" del naturalista en el siglo XVI y XVII está definido, como señala Foucault (1984), por una episteme de la semejanza desde la que, por otra parte, es posible deducir la intencionalidad divina. Conocer el mundo significa entonces, descubrir el complejo sistema de similitudes que ocultan los secretos de la naturaleza; significa encontrar las marcas, las huellas, las señales, los signos que constituyen el lenguaje de las cosas y que con arreglo a ciertas leyes de afinidad, de similitud y analogías obligadas configuran un mundo en donde encontramos hojas acorazonadas, dentadas, lanceoladas y plantas con poder curativo acorde con el órgano al cual se asemejan; "perros con cabeza de pez, hombres con patas de gallina o mujeres con varias cabezas de serpiente" (Jacob, 1982) y un sin fin de seres posibles, todos, con igual número de "acciones" probables. La naturaleza es una y todo es naturaleza; y es tal su unicidad que las palabras mismas, con las cuales se elabora su lenguaje, residen en el mundo. Con ellas el naturalista puede relatar la historia, de un animal o una planta; es decir, enunciar cuáles son sus elementos y sus órganos, qué semejanzas le pueden encontrar, las virtudes que se le prestan, las leyendas e historias en las que ha estado mezclado, 56

los blasones en los que figura, los medicamentos que se fabrican con su sustancia, los alimentos que proporciona, lo que los antiguos dicen sobre él, lo que los viajeros pueden decir. La historia de un ser vivo era este mismo ser, en el interior de toda esa red semántica que lo enlaza con el mundo (Foucault, 1984). Estas historias o la ingenuidad del sentido común del naturalista hecha fábula, así como la episteme desde la cual se elaboran, son posibles, porque los signos forman parte de las cosas o, lo que resulta igual, porque en las cosas su sentido se ha cifrado en signos, a la espera de que algún afortunado pueda verlos antes que otro para ser interpretados. Así es como la semántica de la semejanza configura un mundo cerrado pero polisémico, y hace del saber de los seres vivos anterior al siglo XVII, un saber globalizante, a causa de lo cual el acontecer del viviente debe necesariamente estudiarse ligado al devenir continuo de la naturaleza (Valencia, 1989). Sí bien la contemplación de la naturaleza y el saber de la semejanza, podemos considerarlos como saberes históricamente superados, las imágenes y las concepciones que los sustentan, aún están presentes en nuestros contextos cotidianos y escolares. En efecto, en los primeros años de formación escolar y en los imaginarios cotidianos, nacer, crecer, reproducirse y morir, permite definir a los mamíferos, a las aves y a “todos los que se reproducen por medio de huevos”, como seres vivos. Con el nacimiento en las aves se hace referencia a salir de un cascarón y en los mamíferos a salir de un vientre. En estas dos formas lo vivo se entiende como algo que está contenido en un recipiente, el nacer como un dar a luz, el crecer como un aumentar de tamaño hasta alcanzar el estado adulto, el reproducir como una forma de dejar descendencia y el morir como la suspensión de toda manifestación de vida. Usualmente esto es lo que en las clases de ciencias naturales se enseña a los niños. En la clase de ciencias sociales le dicen que el rio Magdalena nace en la laguna La Magdalena, que crece y entonces le hablan de la “subienda”, que se reproduce y entonces le hablan de afluentes y efluentes y que muere y entonces le hablan de la desembocadura de Bocas de Ceniza. Igualmente, cuando estudian el universo le dicen cosas similares; que las estrellas nacen, crecen y que también mueren. El carácter indiferenciado de esta representación resultaría interesante si con ella se buscara desarrollar criterios que permita distinguir objetos; pero como usualmente esta intención está ausente en el maestro y lo que interesa es “enseñar qué son los seres vivos, qué es un rio o qué es una estrella”, tal representación se queda en un nivel de ambigüedad que no permite a los niños y a los maestros hacer de las “cosas” que estudian, problemas de conocimiento. Desde esta representación un ser vivo es un ser vivo, un rio es un rio, una estrella es una estrella. Son obvios y evidentes de por sí. Basta con señalarlos con el dedo para saber que son y que es cada uno de ellos. 57

De esta concepción se derivan varias prácticas educativas: la asunción del hombre como expresión, en la naturaleza, de una conciencia divina y de que todo lo que hay en ella está para su provecho y beneficio; que la enseñanza de la biología se circunscriba a la simple ordenación y clasificación de los seres en grupos taxonómicos; que el conocimiento se asuma como revelado y el conocer como un interpretar la verdad del mundo y por último que las relaciones HombreNaturaleza se reduzcan a la contemplación de las causas que determinan su belleza y armonía. El vitalismo como conocimiento de lo vivo Con el racionalismo predominante en el siglo XVII el conocimiento se asume como la concordancia entre las cosas y las palabras; y el conocer, como el descifrar las causas supraempíricas que determinan la armonía del mundo. Sin embargo, con la formulación del racionalismo trascendental kantiano, a finales del siglo XVIII, el sujeto cobra un papel diferente en la investigación de la naturaleza. A la armonía preestablecida, se imponen las categorías trascendentales del conocimiento como estrategias para organizar los objetos a conocer. De ahí que para comprender la naturaleza no baste con buscar y agrupar el conjunto de similitudes y diferencias entre las cosas y los seres, sino que se hace necesario articular los datos de la experiencia en función de sus relaciones con un elemento unificador, que es a la vez condición de todo conocimiento (KANT, 1972). Surge así la organización como condición trascendental del conocimiento de lo vivo que permitirá a la conciencia establecer relaciones entre los diferentes elementos de un mismo ser y entre los diferentes seres. En otras palabras, la vida se ha hecho posible como problema de conocimiento y la Biología como campo disciplinar para comprenderla. Esta nueva manera de "organizar" la naturaleza, podemos entenderla como la transformación de la imagen que identifica la palabra y la cosa como una misma entidad -caracterizada más arriba-, por una imagen que establece una separación entre las palabras y las cosas. Desde esta imagen conocer la naturaleza no será develar el sentido divino del mundo, sino experimentar y descubrir las leyes que determinan la regularidad de los acontecimientos. Para el caso que nos ocupa, tal transformación implicará definir criterios clasificatorios que permitan resolver la ambigüedad de las descripciones anteriores y dar cuenta de las relaciones que configuran la organización de la estructura visible de los seres vivos. Con esto asistimos a la inauguración de la Historia Natural como ciencia de la clasificación y posteriormente del Vitalismo como representación desde la cual se dará cuenta de un nuevo objeto de conocimiento: la vida. Como ya se había insinuado anteriormente, hasta mediados del siglo XVII el estudio de los seres vivos era un lenguaje del lenguaje; es decir, una labor que a través de la recopilación de documentos, signos y de todo aquello que puede formar una marca, se devuelven al lenguaje todas las palabras unidas. Pero con esta tarea, ¿se estaba dando cuenta de la naturaleza real de los seres?, ¿constituyen estas 58

semejanzas la verdad de las cosas, o son el punto desde el cual ésta se construye?, ¿es esta verdad el ejercicio de la razón, o representa la ilusión y el ensueño, del encanto que produce la contemplación de la naturaleza?, y en últimas, ¿con este procedimiento, puede la tradición, la costumbre y el sentido común, reportar un conocimiento certero del mundo? Este dudar, que no admitirá nada como verdadero si no se presenta como simple, claro y distinto al entendimiento, permitirá separar las palabras de las cosas y convertir a los signos impresos en ellas, en la forma más simple desde la cual es posible construir una representación del mundo. Es decir, que si en el siglo XVI la semejanza traducía al ser en sí mismo, a partir del siglo XVIII será "la forma más simple bajo la cual aparece lo que hay por conocer y que es lo más alejado del conocimiento mismo" (Foucault, 1984). Desatar las palabras que entrelazan a los seres significa despojarlos de toda fábula, para presentarlos como desnudos al análisis de la razón; esta nueva configuración del pensar del siglo XVIII señala la desaparición de un mundo supersticioso y mágico y la posibilidad de pensar un universo con arreglo a un orden científico. En esta nueva imagen del mundo "ver" significará sólo eso: observar las cosas tal cual aparecen ante los ojos; es decir, en su forma simple, clara y distinta. Con tal criterio, el estudio de los seres vivos tomará una dimensión renovada. En lo sucesivo plantas y animales aparecerán ante los ojos del naturalista en su forma más simple, en su extensión; y la Historia Natural emergerá como "la posibilidad de ver lo que se podrá decir, pero que no se podrá decir en consecuencia ni ver a distancia si las cosas y las palabras, distintas unas de otras no se comunicaran en el inicio del juego en una representación" (Foucault, 1984); representación que a través de la descripción, de la utilización de formas y relieves, dará cuenta de la composición y disposición de las partes de las plantas y animales. La denominación de esta visibilidad, que los botánicos llamaron estructura, constituye el campo desde el cual se elaborará un lenguaje fundamentalmente taxonómico de los seres vivos. Es este lenguaje, esta semántica la que dará forma y sentido al mundo de los seres hasta comienzos del siglo XIX y es la transformación de este lenguaje, de esta semántica la que se nos aparece como lo que permitirá acceder a ellos desde una consideración muy distinta a la de su visibilidad: la de la vida misma. Para esto es necesario inventar "nuevas palabras que respondan a conceptos nuevos y, de hecho, a objetos nuevos: por ejemplo, lo que se denomina organización" (SenetJosa, 1975). Pero no será sólo el concepto de organización lo que permitirá pensar un nuevo objeto de estudio; también lo harán, la célula, el cambio y la herencia. Con la elaboración de estos conceptos se irán configurando, así mismo, las Teorías Celular, Evolutiva y Genética respectivamente. 59

Desde estas nuevas condiciones del saber, entre finales del siglo XIX y comienzos del XX, la comprensión de lo vivo perfila nuevas orientaciones; se pasa de la contemplación de la obra divina al conocimiento de los mecanismos de su funcionamiento. El conocimiento de los seres vivos implica para el hombre el conocimiento de sí mismo como organismo viviente, en este sentido las categorías a priori se agotan; no se buscan las causas de lo vivo, pues de hecho se trasladan a una existencia divina, se busca entender los mecanismos de su desarrollo, de su cambio y transformación, de su devenir. Así, las causas de generación no son prioritarias, lo importante es el proceso que inauguran y que se extiende hasta que finiquita el soplo divino de vida. Entrar al conocimiento de los seres vivos pone al hombre en actitud de conocedor y conocido, lo que implica conflictos de tipo religioso y le mantiene en una mirada marcadamente exterior que no lo involucra en el "mundo interno" de los seres. Un giro respecto del estudio de lo vivo tiene lugar en el momento en que se retoma el aspecto funcional o fisiológico, pues se desplaza el sentido de las preguntas que interrogan por ¿qué es lo vivo?, por aquellas que interrogan por ¿cómo funciona?, o, ¿qué mecanismos están a la base de su organización? Cuando el pensamiento no se conforma ante lo visible, configura el ámbito de lo oculto, iniciando un nuevo camino donde las preguntas por el funcionamiento de los seres vivos o por las "fuerzas" tanto internas como externas que mantienen su organización, cobran relevancia. Ya no es la simple evidencia la que nos proporciona datos, el pensamiento se redobla ante las transformaciones de los cuerpos, las miradas exterioristas se agotan y se renuncia a la homogeneidad natural. Lo vivo sale de la prisión del cuerpo, y éste ya no se designa desde fuera ni desde dentro, sino que se busca comprender las tensiones entre las relaciones internas y externas que establece y la organización que lo define como viviente. Para conocer la complejidad de transformaciones de los seres vivos y construirlo como un problema de conocimiento biológico, será necesario entonces, transcender la observación y hacer del sujeto un objeto de perturbación; así el ser vivo dejará de ser objeto de designación y se transformará en objeto de estudio culturalmente construido. La construcción de una mirada de lo oculto concretada en la función, exige la construcción conceptual de la interacción para comprender lo que antes había sido explícito; esta construcción precisa el conocimiento de lo visible, amplía los órdenes taxonómicos instaurados y modifica las relaciones entre el interior y el exterior de los seres y entre los órganos y las funciones que cumplen. "Lo que es ahora accesible al análisis mediante la comparación de los organismos, es un sistema de relaciones que se articulan en la profundidad del ser vivo para hacerlo 60

funcionar" (Jacob, 1984). Ya no es posible pensar el ser vivo como una estructura aislada en el vacío, sino como una totalidad integrada de funciones que está inserta en la naturaleza y con la que establece relaciones variadas. Para que un ser vivo, respire y se nutra es necesario un acuerdo entre los órganos encargados de estas funciones y lo que Lamarck denomina como circunstancias o "la diversidad de los medios de vida en los que habitan". El conocimiento de los procesos de respiración, nutrición o reproducción, de los seres vivos desborda la mirada de lo micro, a través del uso que se hace del microscopio, pues de nada sirve observar un hecho cuando no se han construido marcos para su comprensión. Y este conocimiento que podemos considerar como solidario con una conciencia que se pone en movimiento y circula con el ser de fuera adentro y de dentro afuera, contradice una mirada de las funciones que se fundamenta en la evidencia de las señales externas, como la que se hace con la respiración cuando se habla de ella en términos de inspiración y expiración. Esto significa negar el conocimiento culturalmente constituido sobre lo vivo y regresar al espacio contemplativo de lo manifiesto. Esta representación sobre los seres vivos introduce la noción de funciones vitales y su relación con su estructura visible; los seres vivos son seres que respiran, se nutren, se reproducen y transforman materia. La insurgencia de este tipo de representación se corresponde con las primeras formas precapitalistas desde las cuales se considera la naturaleza como un objeto y como un insumo posible de transformación económica. En este ámbito cobran relevancia los discursos sobre desarrollo sostenible que asumen una permanente tensión de la explotación que el sujeto hace del medio y una posible conservación de un equilibrio cuasi-estático. Desde esta perspectiva la Educación Ambiental trata de generar en los individuos actitudes tendientes a reducir al mínimo su impacto sobre el medio, que se traducen en la realización de campañas de reciclaje, arborización, entre otras, sin que medie una actitud reflexiva y crítica sobre las prácticas cotidianas y económicas que realmente inciden en el deterioro del medio ambiente. Estas prácticas se circunscriben a un estudio de las relaciones hombre-medio natural, donde el medio natural es lo que está por fuera, el recipiente donde están los seres vivos y no el espacio de relaciones del cual hace parte constitutiva y como tal, el espacio desde donde se configura como sujeto. Así mismo, la enseñanza de la Biología se centra en el estudio de la estructura visible de los seres vivos y en la descripción de las grandes funciones y de las estructuras donde éstas tienen lugar. Esta representación sobre los seres vivos y el ambiente es la que orienta con mayor énfasis las prácticas educativas en Educación Ambiental en nuestro medio y sin lugar a dudas podemos afirmar que las acciones que se desarrollan desde ella 61

constituyen un simple paliativo que no tiene una incidencia significativa en la transformación de las relaciones Hombre-Hombre, Hombre-Naturaleza. Lo sistémico como conocimiento de lo vivo Una última representación que podemos mencionar, es solidaria con los desarrollos de la ciencia contemporánea sobre la caracterización de la noción de sistema como elemento de comprensión de los fenómenos que acontecen en el universo; así, considerar que la materia se configura en entidades cada vez más complejas donde las partes se cohesionan y comparten el mismo destino, permite acceder a un nuevo nivel de comprensión de los seres vivos donde acaba la preeminencia de lo vivo sobre lo no vivo y se desdibujan los límites entre sujetomedio natural, llevando a comprender los seres vivos como una emergencia de relaciones. Desde la anterior perspectiva, desaparece la escisión entre ser y entorno, lo que va más allá de una continuidad aparente. Estamos obligados a considerar el ser vivo como una organización que tiene sentido más allá de un cuerpo y se hace posible a partir de las interacciones “ser vivo-entorno”; el “ser” entonces ya no es un concepto por abstracción de su entorno y se hace perentorio inaugurar la categoría de ecosistema, entendida como el tipo de relaciones de constitución, de especificidad, entre otras, que configuran una entidad viviente y diferentes niveles de organización biológica. Como tal no podemos sustraer al ser vivo para estudiarlo y conceptualizarlo fuera de su espacio, pues nos estaríamos perdiendo la comprensión de la pluralidad de relaciones que lo hacen posible. De esta manera, la noción misma de “ser vivo” pierde su sentido en tanto que se desplaza el estudio de sus partes y la descripción de sus funciones, por el análisis de las relaciones que lo han hecho posible. Es decir, nos vemos abocados a comprender los procesos que configuran su emergencia, su permanencia y su transformación en el tiempo. A través de la noción de sistema, es posible entender al ser vivo en un sentido más amplio, donde las relaciones entre la totalidad y las partes son dinámicas y complejas; de esta manera nos aproximamos a una concepción eco-organizadora de lo viviente. La noción del sistema permite establecer ciertas relaciones que hacen que un ser vivo "permanezca", donde esto no es solo fruto de un equilibrio constante sino un continuo trasegar entre vida y muerte: "maravilla que haya organización cuando el exceso de diversidad, el exceso de desorden, la ausencia de aparato central, lógicamente debería impedir toda organización, maravilla que tal organización no sea frágil, inestable y desequilibrada, sino sólida, estable y regulada" (Morin, 1983). Una perspectiva sistémica de este corte igualmente considera que las relaciones del hombre consigo mismo y con sus congéneres no están determinadas por una inteligencia exterior a ellos sino que se establecen por el libre juego de lo posible, 62

en donde el papel de la conciencia asignada a la condición humana, como emergencia, le provee de unas responsabilidades éticas, políticas, ideológicas y educativas, que van más allá de las prescripciones que derivan de acciones esporádicas e intrascendentes de las “campañas ambientalistas”. Estamos hablando de la necesidad, desde esta representación, de configurar una ética civil que considere al hombre y al resto de la naturaleza como emergencias de relaciones con un destino común y de la educación ambiental como una estrategia pedagógica capaz de redimensionar las conceptualizaciones, las valoraciones y las actitudes, que determinan las relaciones Hombre-Hombre, Hombre-Naturaleza. Con esta noción del “ser vivo” como sistema y por ende del hombre como emergencia biológica y cultural, llegamos a la necesidad de plantearnos la siguiente pregunta: ¿Cómo puede la Biología y Educación Ambiental –siendo saberes que hacen parte de la cultura- llegar a hacer del vivir del hombre algo cualitativamente diferente?

BIBLIOGRAFÍA Alpers, S. Interpretación sin representación. Mirando las Meninas. Marías, F. (1995). Otras Meninas. (153-162). Madrid: Ediciones Siruela. Canguilhem, G. (1975). Lógica de lo viviente e historia de la biología. Barcelona: Anagrama. Foucault, M. (1984). Las palabras y las cosas. Barcelona: Salvat. Jacob, F. (1982). El juego de lo posible. Barcelona: Grijalbo. Jacob, F. (1984). La lógica de lo viviente. Barcelona: Salvat. Kant, E. (1972). Crítica de la razón pura. México: Porrúa, S.A. Morin, E. (1983). El método. La vida de la vida. Madrid: Cátedra. Valencia, S. (1989). La biología: ¿ciencia de la vida o ciencia de lo vivo? Análisis de condiciones epistemológicas que hicieron posible pensar los determinantes del fenómeno vivo como el objeto de la biología. Bogotá: Imprenta U.P.N.

AIRES, AGUAS Y LUGARES Hipócrates (460? - 377? a.e.)

DESEE ESTUDIAR CORRECTAMENTE LA CIENCIA DE LA MEDICINA QUIEN deberá proceder de la siguiente manera: I. Primero, deberá considerar qué efectos puede producir cada estación del año, puesto que las estaciones no son todas iguales, sino que difieren ampliamente tanto en sí mismas como en sus cambios. El siguiente punto se refiere a los vientos cálidos y a los fríos, especialmente a los universales, pero también a aquellos que le son peculiares a cada región en particular. Deberá también considerar las propiedades de las aguas, pues tal como estas difieren en sabor y peso, también las propiedades de cada una difieren gradualmente de las de cualquier otra. Por lo tanto, al arribar a un pueblo que le es desconocido, el médico deberá examinar la posición del mismo con respecto a los vientos y a las salidas del sol, pues un aspecto norte, un aspecto sur, uno del oriente y uno de occidente tienen cada uno su propio carácter individual. Deberá considerar con el mayor cuidado todas estas cosas y también a donde tienen que ir los nativos para buscar agua, si usan aguas pantanosas, suaves, o que son duras y vienen de lugares altos y rocosos o son salobres y ásperas. También el suelo, si es llano y seco, o boscoso y de aguas abundantes. Asimismo, el modo de vida que les place a sus habitantes, si son grandes bebedores y comen en exceso y se mantienen inactivos, o si son atléticos, industriosos y se alimentan bien, bebiendo poco. II. Usando esa información deberá examinar los diversos problemas que surjan. Pues si el médico considera estas cosas bien, y de preferencia las conociera todas pero en todo caso conocido la mayoría, no ignorará a la llegada a un pueblo que no le es conocido, las enfermedades locales de la naturaleza de las que prevalece comúnmente; así, no se encontrará en desventaja al tratar las enfermedades, ni 64

tendrá desaciertos, como es probable que sea el caso si no contara con estos conocimientos antes de considerar sus diversos problemas. A medida que pasa el tiempo y transcurre el año, estará en capacidad de decir qué enfermedades epidémicas atacaran la ciudad, ya en verano, ya en invierno, así como cuáles le son peculiares al individuo y cuáles pueden ocurrir durante un cambio en el modo de vida. Pues al conocer los cambios de las estaciones, y las salidas y las puestas de los astros, con las circunstancias de cada uno de estos fenómenos, sabrá de antemano la naturaleza del daño que se aproxima. Mediante estas consideraciones y al conocer los tiempos con antelación, tendrá pleno conocimiento de cada caso particular, logrará el mayor éxito al asegurar la salud, y logrará los mayores triunfos en la práctica de su arte. Si se piensa que todo esto hace parte del campo de la meteorología, descubrirá, al razonar sobre ello, que la contribución de la astronomía en la medicina no es pequeña sino por el contrario, en verdad muy grande. Pues con las estaciones las enfermedades del hombre, al igual que los órganos digestivos, sufren cambios. III. Ahora expondré claramente cómo debe investigarse cada uno de las materias mencionadas y las pruebas que deberán aplicarse. Una ciudad que se encuentra expuesta a los vientos calientes---- es decir, aquellos que soplan entre la salida y la puesta del sol en invierno---- cuando se haya expuesta a ellos y protegida de los vientos del norte, piedra bosques son abundantes y salobres, y deben encontrarse cerca de la superficie, calientes en verano y frías en invierno. La cabeza de sus habitantes se mantiene húmeda y llena de flema, y estos sufren de trastornos en sus órganos digestivos por la flema. La mayoría tiene un físico más bien enfermizo, y beben mal. Pues los hombres de cabezas débiles beben poco, ya que los efectos posteriores son más perturbadores para ellos. El primer lugar, las mujeres son pocos saludables y expuestas a flujos excesivos. Luego, muchas son estériles, no por naturaleza sino por enfermedad, y los abortos son frecuentes. Los niños sufren de convulsiones y de asma, y de lo que consideran que causa la enfermedad en la niñez, la cual conciben como una enfermedad sagrada. Los hombres sufren de disentería, diarrea, fiebre palúdica, fiebres crónicas por el invierno, muchos ataques de eccema, y de hemorroides. Los casos de pleuresía, neumonía, fiebre ardiente, y de enfermedades consideradas agudas, ocurren pocas veces. Estas enfermedades no pueden prevalecer donde los intestinos tienden a ser flojos. Las inflamaciones de los ojos ocurren al correr, pero no son fuertes, y son de corta duración, a menos que se presente una epidemia general después de un cambio violento. Cuando viven más de 50 años, sufren de parálisis, por catarros provenientes del cerebro cuando les da el sol en la cabeza o sufren un enfriamiento. Estas son sus enfermedades endémicas, además encuentran expuestos a cualquier enfermedad epidémica que prevalezca a través del cambio de estaciones. IV. Pero la siguiente es la condición de las ciudades en situación opuesta, que enfrentan los vientos fríos que soplan desde la salida hasta la puesta del sol en verano, estando habitualmente expuestas a dichos vientos, pero protegidas de los vientos calientes y del sur. Primero, las aguas de la región son generalmente duras 65

y frías. Los nativos serán fibrosos y frugales, y en la mayoría de los casos los órganos digestivos son estreñidos y duros en sus partes inferiores, pero más relajados en las superiores. Serán biliosos más bien que flemáticos. La cabeza saludable y fuerte, pero en la mayoría de los casos tienen una tendencia a las laceraciones internas. Sus enfermedades endémicas ocurren de la siguiente manera: las pleuresías son comunes, al igual que las enfermedades que se consideran agudas. Y debe ser así, puesto que sus órganos digestivos son duros, y la causa más pequeña inevitablemente produce abscesos en muchos pacientes, como resultado de un cuerpo duro y órganos digestivos duros. VII. Ahora quiero referirme a las aguas, aquellos que traen la enfermedad o salud muy buena, y a los males o los bienes que es posible que se originen en el agua. Las que son cenagosas, quietas y estancadas en el verano deben ser calientes, espesas y pestilentes, ya que no hay desagüe, y puesto que el agua de lluvia fresca siempre está fluyendo en ellas y el sol las calienta, debe ser de mal color, malsanas y biliosas. En el invierno deben ser escarchadas, frías y turbias a través de la nieve y las escarchas, de tal manera que son muy conducentes a la flema y los dolores de garganta. Quienes las beben tienen siempre el bazo grande y duro, y el estómago endurecido, estrecho y fogoso, mientras que los hombros, las clavículas y la cara se les ven enflaquecidos; el hecho es que la grasa de su cuerpo se disuelve para alimentar el bazo, de tal manera que son muy delgados. Con una constitución semejante, comen y beben mucho. Los órganos digestivos, superiores e inferiores, son muy duros y fogosos, y es así que necesitan medicinas más potentes. Esta dolencia es endémica tanto en el verano como en invierno. Además, las hidropesías que ocurren son muy numerosas y mortales. Pues en el verano hay epidemias de disentería, diarrea y fiebre por mucho tiempo, enfermedades que cuando se prolongan causan constituciones tales como las que he descrito, que general hidropesías que llevan a la muerte. Estas son las dolencias del verano. En el invierno, sufren de neumonía y de enfermedades que van acompañadas de delirio; y los mayores, a razones de la dureza de sus órganos digestivos, padecen de fiebres ardientes. Fuente: Extracto de: Hipócrates, "Airs, Waters, Places" W. H. S. Jones (ed.). Cambridge, Harvard University Press, 1948. En: Buck et al, 1994. "El desafío de la epidemiología", OPS, 505:1077 p., Washington, D. C. Reseña Biográfica: Hipócrates (c. 460-c. 377 a.C.), el médico más importante de la antigüedad, es considerado el padre de la medicina. Nacido probablemente en la isla de Cos, Grecia, realizó numerosos viajes antes de establecerse definitivamente en la isla para dedicarse a la enseñanza y la práctica de la medicina. Murió en Larissa, Grecia, y muy poco más se sabe de él.

Su nombre se asocia al Juramento hipocrático, aunque es muy posible que no fuera el autor del documento. De hecho, de las casi setenta obras que forman parte de la Corpus Hippocraticum, es posible que sólo escribiera alrededor de seis. La Corpus Hippocraticum probablemente es lo único que queda de la biblioteca médica de la famosa Escuela de Medicina de Cos. Sus enseñanzas, su sentido del distanciamiento y su capacidad para la observación clínica directa quizá influyeran a los autores de esos trabajos y, sin duda, contribuyeron en gran medida a desterrar la superstición de la medicina antigua. Entre las obras más importantes de la Corpus Hippocraticum está el Tratado de los aires, las aguas y los lugares (siglo V a.C.) que, en vez de atribuir un origen divino a las enfermedades, discute sus causas ambientales. Sugiere que consideraciones tales como el clima de una población, el agua o su situación en un lugar en el que los vientos sean favorables son elementos que pueden ayudar al médico a evaluar la salud general de sus habitantes. Otras obras: Tratado del pronóstico y Aforismos, anticiparon la idea, entonces revolucionaria, de que el médico podría predecir la evolución de una enfermedad mediante la observación de un número suficiente de casos. La idea de la medicina preventiva, concebida por primera vez en Régimen y en Régimen y enfermedades agudas, hace hincapié no sólo en la dieta, sino también en el estilo de vida del paciente y en cómo ello influye sobre su estado de salud y convalecencia. La enfermedad sagrada, un tratado sobre la epilepsia, revela el rudimentario conocimiento de la anatomía que imperaba en la antigua Grecia. Se creía que su causa era la falta de aire, transportada al cerebro y las extremidades a través de las venas. En Articulaciones, se describe el uso del llamado banco hipocrático para el tratamiento de las dislocaciones.

EL DESCUBRIMIENTO DE LA CIRCULACIÓN MAYOR. DE LA CANTIDAD DE SANGRE QUE PASA POR EL CORAZÓN DE LAS VENAS A LAS ARTERIAS Y DEL MOVIMIENTO CIRCULAR DE LA SANGRE William Harvey

(1578-1657)

E HA TRATADO HASTA AQUÍ DE LA TRANSFUSIÓN de la sangre de las venas a las arterias y de las vías por que pasa y como es el pulso del corazón el que la transmite y distribuye. A propósito de todos estos puntos quizá haya algunos que declaren que ya desde antes estaban de acuerdo conmigo, sea por la autoridad de Galeno, sea por las razones que aduce Colombo u otros. Pero ahora, al tratar de la cantidad y origen de esa misma sangre en movimiento (aún cuando son cuestiones muy dignas de consideración), hasta tal punto es nuevo e inaudito lo que voy a decir, que no solo temo el mal que me puede venir de la envidia de algunos, sino granjearme la hostilidad de todos los hombres: tanta fuerza tiene en todos, como una segunda naturaleza, la costumbre o la doctrina de que una vez se impregnó la mente, fijándose en ella con profundas raíces, hasta tal punto obliga a los hombres el respeto y la veneración a la antigüedad. De cualquier modo que sea, alea jacta est, la suerte esta echada: pongo mi esperanza en el amor de la verdad y en la sinceridad de los espíritus doctos. Después de considerar muchas veces y con gran atención de dar vueltas en mi mente durante mucho tiempo a la cuestión de la cantidad de la sangre fundándome ya en experiencias de la disección de seres vivos y de apertura de las arterias con toda clase de investigaciones, ya en la simetría y tamaño de los ventrículos del corazón y de sus vasos de entrada y salida (puesto que la naturaleza, que no hace nada en vano, no puede haber dada en vano a estos vasos un tamaño proporcionalmente grande) ya en el mecanismo armonioso y diligente de las válvulas y fibras de todo el resto de la estructura del corazón, ya en otras consideraciones; y advirtiendo que no podía darse la cantidad necesaria de jugo de alimento ingerido para que nuestras arterias reventaran a consecuencia de la entrada excesiva de sangre si una parte de ella no 68

volvía de nuevo de las arterias a las venas y al ventrículo derecho del corazón, empecé a reflexionar en mi interior sobre si la sangre no tendría un movimiento es verdadero y que la sangre es arrojada del corazón e impelida a la periferia y a todas las partes del cuerpo a través de las arterias por el pulso del ventrículo izquierdo del corazón de la misma manera que lo es a los pulmones, a través de la vena arterial, por la pulsación del ventrículo derecho, como ya se ha visto. Séanos permitido llamar circular e este movimiento, en el sentido en que Aristóteles dijo que el aire y la lluvia imitan el movimiento circular de los cuerpos celestes: la tierra húmeda se evapora al ser calentada por el sol, el vapor, al elevarse, se condensa, y al condensarse desciende de nuevo en forma de lluvia y humedece la tierra, y así es como se origina, el nacimiento de las tempestades y de los meteoros, de acuerdo con el movimiento circular del sol, su aproximación o su alejamiento. Lo mismo puede ocurrir verosímilmente en el cuerpo humano por el movimiento de la sangre: todas las partes se nutren, se calientan y crecen por la sangre más cálida, perfecta, vaporosa, espirituosa, y por así decirlo, alimentativa; y por el contrario, en las partes sanas, la sangre se enfría, se coagula y se agota; por lo cual vuelve al principio, es decir, al corazón como a la fuente o al hogar del cuerpo, para recuperar su perfección: allí con su calor natural, potente férvido, como un tesoro de vida, recupera su fluidez llenándose de espíritu y por así decirlo, de bálsamo: desde allí se distribuye de nuevo y todo esto gracias al movimiento y al pulso del corazón. Así, el corazón es principio de vida y sol de los microcosmos, de la misma manera que, proporcionalmente, el sol merece llamarse corazón del mundo. Por su virtud y pulso la sangre se mueve, se perfecciona se vigoriza y escapa a la corrupción y a la coagulación; y este hogar familiar, fundamento de la vida y causa de todas las cosas, presta sus servicios a todo el cuerpo suministrándole alimento, calor y fuerza. Pero de todo esto hablaremos más convenientemente cuando consideremos la causa final de este movimiento. De aquí que siendo las venas como vías y vasos para conducir la sangre, hay dos clases de ellas: la cava y la aorta; distintas, no por razón de su posición como dice Aristóteles, sino por su oficio; ni tampoco como se cree generalmente, por su constitución (puesto que en muchos animales, como he dicho, la vena difiere de la arteria por el espesor de su envoltura), sino por su misión y su función. Tanto la vena como la arteria fueron ambas llamadas venas por los antiguos y no sin razón, como anotó Galeno, porque la última, es decir, la arteria, es un vaso que lleva la sangre del corazón a la periferia del cuerpo, y la primera conduce de nuevo la sangre de la periferia del cuerpo al corazón; la última es una vía que sale del corazón, la primera, una vía que vuelve a él; la primera contiene la sangre más cruda, agotada, hecha ya impropia para la nutrición, la segunda, sangre conocida, perfecta, alimentativa. 69

La existencia de la circulación de la sangre se deduce de la demostración de una primera tesis. Más para que no diga alguno que no hacemos si no formular palabras y hacer afirmaciones especiosas sin fundamento alguno, y que no innovamos con causa justificada, vienen a continuación tres tesis que se han de demostrar; admitidas la cuales, se sigue a mi juicio, esa verdad y se pone en claro la cuestión. En primer lugar, que de alguna manera constante y sin interrupción el pulso del corazón trasmite la sangre de la vena cava a las arterias, en tan grande cantidad, que no puede ser suministrada por los alimentos ingeridos, y de tal manera que toda la masa de la sangre pasa en poco tiempo por él. En segundo lugar, que de una manera continua, igual ininterrumpida, la sangre es impelida y llega a todos los miembros y partes del cuerpo por el pulso de las arterias, es una cantidad mucho mayor que la que es suficiente para la nutrición o que la que puede ser suministrada por la masa total de los alimentos ingeridos. Es igualmente en tercer lugar, que las venas vuelven a llevar continuamente la sangre desde cada uno de los miembros del corazón. Demostrados estos puntos, creo que será ostensible que la sangre efectúa un rodeo, siendo impulsada del corazón a las extremidades y regresando de las extremidades al corazón y que así realiza una especie de movimiento circular. Demos por supuesto, ya por el pensamiento, ya mediante un experimento, que la sangre que contiene el ventrículo izquierdo en su dilatación (cuando esta repleto): sea dos onzas, tres onzas, una onza y media (yo encontré un cadáver más de dos onzas): supongamos igualmente cuanto menos contiene en el momento mismo de la concentración, o cuanto se contrae el corazón y cuanta menor capacidad tiene el ventrículo en la contracción misma o en las contracciones mismas; cuanta sangre arroja la arteria magna (que arroja siempre algo sea demostrado en capitulo tres, y todos reconocen que lo hace en la sístole, convencidos de ello por el mecanismo de las válvulas); y séanos permitido suponer, mediante una conjetura verosímil, que penetra en la arteria la cuarta, quinta o sexta parte, o por lo menos, la octava. Así supongamos que en el hombre se arrojan, con cada pulsación del corazón, media onza o tres dracmas, o una dracma de sangre que no puede volver al corazón debido al impedimento de las válvulas. El corazón en media hora da más de mil pulsaciones, en algunos, y algunas veces dos, tres o cuatro mil. Multiplicando por este número las dracmas se vera que en una media hora pasan del corazón a las arterias tres mil dracmas o dos mil, o quinientas onzas, o una proporción semejante de sangre, siempre una cantidad mayor de la que puede encontrarse en todo el cuerpo. De un modo semejante, en la oveja, o en el perro, pasa supongamos- un escrúpulo en cada contracción del corazón; En media hora, por lo tanto, mil escrúpulos, o sea, aproximadamente tres libras y media de sangre, siendo así que el cuerpo no contiene, en la mayoría de los casos más de tres libra y media de sangre: esto lo he experimentado en la oveja. 70

Y así calculando según la cantidad de sangre transmitida podemos conjeturar de modo seguro y contando las pulsaciones, que toda la cantidad de la masa sanguínea, pasa en media hora de las venas a las arterias a través del corazón y del mismo modo, a través de los pulmones. Imagínese que esto no ocurre en media hora, sino en una hora o en un día. En todo caso resulta manifiesto que el corazón transmite continuamente, mediante su pulsación, más sangre de la que puede suministrar el alimento ingerido o de la que las venas contienen a la vez. Y no puede aducir que el corazón en su contracción unas veces arroja sangre y otras no, o por así, decirlo, nada o algo imaginario; esto ya se ha refutado y además es contrario a los sentidos y a la razón. En efecto, si al dilatarse el corazón se llaman necesariamente, y en no pequeña cantidad ya que su capacidad no es poca y la contracción no es pequeña. Sea cual sea la proporción en que se contrae el corazón, por ejemplo en una tercera en una sexta o en una octava parte, la sangre excluida debe estar respecto de la contenida anteriormente por el corazón en su dilatación, en la misma proporción en que está la capacidad del ventrículo contraído respecto de la del dilatador; y de la misma forma que en la dilatación no es posible que el contenido sea en uno o imaginario, así en la contracción, lo que expulsa no es nunca nulo o imaginario, sino siempre cierta cantidad proporcional a la contracción. Por tanto, se ha de concluir que si en una pulsación en el hombre, la oveja o el buey, el corazón emite una dracma de sangre y hay mil pulsaciones en media hora, se transmiten en ese tiempo diez libras y cinco onzas; sin una pulsación emite dos dracmas, veinte libras y diez onzas; si emite media onza, cuarenta y una libras y ocho onzas; y sí una onza pasa de las venas a las arterias en media hora ochenta y tres libras y cuatro onzas. Qué cantidad es expulsada en cada pulsación, cuando se expulsa más y cuando menos, y por qué causa son cuestiones que podré quizá exponer con mayor exactitud más adelante fundándome en múltiples observaciones. Entre tanto, me consta, y quiero advertirlo a todos, que unas veces la sangre pasa en mayor cantidad que otras, y que el círculo de la sangre se efectúa unas veces con más rapidez y otras con más lentitud, según el temperamento, la edad, las causas externas e internas y circunstancias naturales y no naturales, como el sueño, el reposo, la comida los ejercicios las afecciones del animo y otras semejantes. Pero lo que es cierto es que aun cuando pase por los pulmones y el corazón la mínima cantidad posible de sangre, llega a las arterias y a todo el cuerpo en abundancia mucho mayor de la que puede suministrar el alimento ingerido, o cualquier otro medio que no sea el regreso en circuito. Esto se manifiesta también por los sentidos, observando la disección de animales vivos. No solo si se abre la arteria magna, sino (como lo demuestra Galeno en el propio hombre) si se corta cualquier arteria, aun la más pequeña, en el espacio de media hora aproximadamente habrá salido la masa total a sangre de todo el 71

cuerpo, tanto de las venas como de las arterias. De un modo semejante pueden certificarlo todos los carniceros que, cortando las arterias yugulares al matar un buey extraen la masa total de la sangre en menos de un cuarto de hora, dejando todos los vasos vacíos. Lo mismo encontramos que ocurre a veces al poco tiempo de la escisión de los miembros y tumores a consecuencia de la abundante profusión de la sangre. Y no limita la validez de este argumento en el que alguien diga que en la yugulación y en la escisión de los miembros la sangre se escapa por las venas iguales, sino más, que por las arterias, puesto que lo que sucede es lo contrario. En efecto, las venas, por aplastarse, porque en ellas no hay fuerza que obligue a la sangre a salir y por servir de impedimento la posición de las válvulas (como después se pondrá de manifiesto), dan poca sangre; en cambio las arterias vierten con más abundancia y fuerza la sangre que ha penetrado en ellas impetuosamente, arrojándola como con un sifón. La cosa puede además experimentarse dejando la vena y cortando la arteria yugular en una oveja o en un perro, y parecerán asombrosos el ímpetu la violencia y la rapidez con que se vacía la sangre de todo el cuerpo, tanto de las venas como de las arterias. Por otra parte, las arterias no reciben la sangre sino a través del corazón, como es evidente por lo que se ha dicho anteriormente, pero además, no será posible dudar de ello si ligando la aorta junto a la raíz del corazón y abriendo la arteria yugular u otra, se observa que sólo, las arterias se vacían, mientras las venas quedan repletas. Ahora se podrá comprender claramente la causa de que en la disección se encuentre tanta sangre en las venas y poca por el contrario, en las arterias; de que se halle mucha en el ventrículo derecho y poca en el izquierdo (siendo quizá esto lo que hizo dudar a los antiguos y suponer que aquellas cavidades no contenían más que espíritus). La razón de ello es, sin duda que por ninguna parte pasa la sangre de las venas a las arterias sino a través del corazón y de los pulmones, y cuando el animal ha experimentado y los pulmones han dejado de moverse, la sangre no puede pasar de las ramificaciones de la vena arteriosa a la arteria venosa y de allí al ventrículo izquierdo del corazón (de la misma manera que se anotó antes que no podía hacerlo en el embrión por falta de movimiento del pulmón que abren y cierran los orificios y las porosidades ciegas e invisibles); pero como el corazón no deja de moverse al mismo tiempo los pulmones, sino que sigue después pulsando y lo sobrevive, ocurre que el ventrículo izquierdo y las arterias impulsan la sangre a las venas para todo el cuerpo y no la recibe por los pulmones, por eso están casi vacías. Esto viene a apoyar en una pequeña medida nuestra tesis, ya que no puede aducirse otra causa este hecho que la que nosotros afirmamos en virtud de nuestra hipótesis. De esto se deriva evidentemente, también que cuanto más y con más vehemencia pulsan las arterias, tanto más rápidamente se vacía el cuerpo en las hemorragias. De aquí también que se clamen y suspendan las hemorragias en las lipotimias, los temores y afecciones semejantes por latir el corazón más lánguida y débilmente, sin 72

ímpetu alguno. De aquí también que, si se abren las venas o arterias yugulares una vez muerto el cuerpo, cuando el corazón ha dejado de latir, no se podrá conseguir a costa de ningún esfuerzo que salga más de la mitad de la masa sanguínea. Tampoco el carnicero podrá sacar toda la sangre del buey si, después de darle el golpe en la cabeza y dejarlo sin sentido, no lo degüella antes de que el corazón deje de latir. Y por último, partiendo de aquí puede sospecharse donde está y como es la anastomosis de las venas y de las arterias, y porque razón nadie hasta ahora ha dicho nada acertado sobre ella. Yo me encuentro ya en esa investigación. Caps. VIII y IX de "Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus" (1628). Reseña Biográfica: Harvey, William (1578-1657), médico inglés que descubrió la circulación de la sangre y el papel del corazón en su propulsión, refutando así las teorías de Galeno y sentando las bases de la fisiología moderna. Nacido el 1 de abril de 1578 en Folkestone, Kent, Harvey se graduó en artes en el Gonville and Caius College de la Universidad de Cambridge, en 1597. Viajó a Padua, Italia, donde estudió durante cinco años con el famoso anatomista Fabricio, que estudiaba ya las válvulas de las venas. Tras doctorarse en medicina en 1602, regresó a Inglaterra y ejerció su profesión en la zona de Londres. Fue elegido miembro del Colegio de Médicos en 1607 así como responsable del Saint Bartholomew’s Hospital. Reconocido como uno de los doctores más ilustres de Inglaterra, fue nombrado médico extraordinario del rey Jacobo I Estuardo, al que atendió en su última enfermedad, y médico personal de su hijo, Carlos I de Inglaterra. Desde 1615 a 1656 fue conferenciante en Lumleian en el Colegio de Médicos. Ya en 1616 mencionaba en sus conferencias la función del corazón, y cómo éste impulsaba la sangre en un recorrido circular. Llegó a estas conclusiones no sólo a través de una larga serie de disecciones, sino también gracias a sus estudios sobre el movimiento del corazón y la sangre en una gran variedad de animales vivos. La precisión de sus observaciones estableció un modelo para futuras investigaciones biológicas. Presentó formalmente sus hallazgos en 1628, año en que fue publicada su obra Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus (Ensayo anatómico sobre el movimiento del corazón y la sangre en los animales). En esta trascendental obra explicaba el método experimental y ofrecía una precisa descripción del mecanismo del aparato circulatorio. Debido a que carecía de microscopio, la única parte importante del proceso que omitió fue el papel desempeñado por los capilares. No obstante, postuló su existencia, confirmada no mucho después por el italiano Marcelo Malpighi. 73

De Motu Cordis hizo que Harvey sufriera duras críticas por parte de algunos de sus coetáneos, aunque éstas se vieron ampliamente compensadas por el posterior reconocimiento del valor de sus aportaciones. Sus investigaciones en el campo de la embriología quedaron reflejadas en Exercitationes de Generatione Animalium (Ensayos sobre la generación de los animales). Fue nombrado presidente del Colegio de Médicos en 1654, pero declinó dicho honor a causa de su delicada salud. Murió el 3 de junio de 1657, en Londres.

EL DESCUBRIMIENTO DEL OXIGENO Joseph Priestley (1733-1804)

L REGRESAR DEL EXTRANJERO, ME PUSE A TRABAJAR CON EL mercurius calcinatus (óxido rojo de mercurio), que me había suministrado Mister Cadet; y con un grado de calor muy moderado saqué como de un cuarto de onza de él, una onza de aire, el que advertí que no se embebía rápidamente ni en la sustancia de donde había salido (pues dejé que siguiesen juntos largo tiempo antes de trasladar el aire a otro lugar) ni en el agua en que dejé que estuviese el dicho aire bastante tiempo antes de hacer con él ningún experimento. En el aire, como me lo esperaba, ardía una vela con vívida llama; pero lo que observé entonces (19 de noviembre) por vez primera y me sorprendió no menos que el hecho que había descubierto antes, fue que, bastando unos pocos momentos de agitación en el agua para privar al aire nitroso modificado de su propiedad de permitir que en él arda una vela, tras de agitar este otro más de diez veces, lo que hubiera bastado para producir semejante alteración en el aire nitroso, ningún cambio sensible se producía en él. Siguió ardiendo en él con llama vivaz una vela: y en nada hizo disminuir el aire común, como había observado yo que lo hace en cierta medida el aire nitroso que se halla en tal estado. Pero me sorprendí mucho más cuando, después de permanecer dicho aire dos días en contacto con el agua (la cual le disminuyó el volumen como un vigésimo), lo agite violentamente en el agua durante unos 5 minutos y hallé que en el ardía una vela tan bien como en el aire ordinario. El mismo grado de agitación habría dejado apto para la respiración el aire flogistizado y nitroso; pero ciertamente habría apagado una vela. Estos hechos me llevaron al pleno convencimiento de que tiene que existir una diferencia muy palpable entre la constitución del aire que se saca del mercurio calcinado y la del aire flogistizado y nitroso, a pesar de la semejanza que tienen en 75

algunos pormenores. Más, aunque no dudé que este aire obtenido del mercurio calcinado fuese apto para la respiración después de agitado en el agua, como sucedía sin excepción con todo aire en que había yo probado el experimento, con todo, no sospechaba que este aire fuese tan respirable; tan ajeno estaba yo de figurarme que este aire fuese como es, muy superior, según este respecto, al aire de la atmósfera. Desde entonces (noviembre) hasta el primero de marzo continué ignorando la verdadera naturaleza de esta clase de aire; y entre tanto me ocupé en hacer los experimentos antes mencionados con el ácido vitriólico y las diversas modificaciones producidas en el aire por el espíritu del nitro, acercado de lo cual se informará más adelante. Pero durante dicho mes no sólo logré averiguar a punto fijo, aunque muy paulatinamente, la naturaleza de esta clase de aire, sino que esas indagaciones me llevaron a descubrir por completo la constitución del aire que respiramos. Hasta el día primero de marzo de 1775, tan lejos estaba yo de sospechar que era saludable el aire extraído del mercurio calcinado, etc., que ni siquiera se me había ocurrido aplicarlo a la prueba del aire nitroso. Pero reflexionando (como ya puede figurarse el lector que a menudo lo hice) en la vela que ardía en él después de agitarlo mucho rato dentro del agua, al cabo se me ocurrió hacer el experimento, y, poniendo una medida de aire nitroso en dos medidas del sobredicho aire, hallé no sólo que había disminuido, sino que había disminuido exactamente lo mismo que el aire ordinario, y que las rojez de la mezcla era también igual a la de una mezcla semejante de aire nitroso y aire ordinario. Este progreso en el camino de la verdad, de hecho, me indujo a un error, haciéndome abandonar la hipótesis que primero había formado; a saber, que el mercurio calcinado había extraído del aire espíritu de nitro; pues ahora llegué a la conclusión de que todas las partes constitutivas del aire entraban por igual y según sus debidas proporciones en la preparación de esta sustancia y también en el proceso de hacer plomo rojo. Pues al mismo tiempo que hacía el antes mencionado experimento con el aire sacado del mercurio calcinado, observé asimismo que el aire que había extraído del plomo rojo, después de retirar de él el aire fijo, era de la misma naturaleza, disminuyendo el aire nitroso, lo mismo que el aire ordinario; pero al mismo tiempo me sentí intrigado al ver cómo el aire obtenido del precipitado rojo disminuía de la misma manera, a pesar de que el procedimiento para fabricar esta sustancia es del todo diferente del que se emplea para hacer las otras dos. Pero no me fijé en esta circunstancia. No quisiera que el lector se cansase con la repetición frecuente de la palabra "sorpresa" y otras por estilo; pero he de continuar escribiendo en este estilo todavía un poco más, pues al día siguiente me sorprendí más que nunca, al hallar que después de haber permanecido una noche entera la sobredicha mezcla de aire nitroso y aire sacado del mercurio calcinado (durante el cual tiempo tiene que 76

haberse efectuado la disminución completa, y, por consiguiente, de haber sido aire ordinario, tendría que haberse hecho perfectamente nocivo y del todo inepto para la respiración y la inflamación), ardía en él una vela, y hasta mejor que en el aire ordinario. Pasado tanto tiempo, no puedo recordar cuál era mi propósito al hacer este experimento, pero sé que no tenía ni idea de su verdadero resultado. Habiendo adquirido bastante destreza para hacer esta clase de experimentos, habría bastado para inducirme a hacerlo un motivo cualquiera, por ligero que fuese. Empero, de no haber tenido por casualidad una vela encendida delante, probablemente nunca habría hecho la prueba; y se habría cortado la serie entera de mis experimentos futuros acerca de esta clase de aire. No obstante, como no tenía idea de la causa real de este fenómeno, lo juzgué por cosa muy extraordinaria, pero pensé que no era sino una propiedad peculiar del aire adventicio y extraído de esas sustancias; y siempre hablé de este aire con mis amigos como si fuese sustancialmente idéntico al aire ordinario. Recuerdo, en especial, haber dicho al doctor Price que estaba yo del todo convencido de que era aire ordinario, pues que se manifestaba ser tal en la prueba del aire nitroso; aunque, para satisfacción de los demás, deseaba servirme de un ratón para que la demostración fuese del todo completa. El día 8 de ese mes me procuré un ratón, y lo puse un recipiente de vidrio que contenía dos onzas de aire sacado del mercurio calcinado. De haber sido aire ordinario, un ratón adulto, como lo era el del experimento, habría vivido dentro de él poco más o menos un cuarto de hora. Sin embargo, en este aire vivió mi ratón media hora completa; y aunque lo retiré como muerto, no parece sino que se había helado en demasía; porque, acercándolo al fuego, revivió, sin que, al parecer, hubiera recibido daño alguno del experimento. Me afirmó esto la idea de que el aire sacado del mercurio calcinado, etc., era tan bueno cuando menos como el aire ordinario, pero no deduje con certidumbre que fuera mejor, porque, aunque en determinada cantidad de aire el ratón no hubiera vivido sino un cuarto de hora, sabía yo que no era imposible el que un ratón hubiese vivido en él media hora: tan poca es la exactitud de la prueba más expedita, cabal y elegante que brinda el aire nitroso. Pero en este caso me había propuesto publicar acerca de mis experimentos el informe más satisfactorio para todos, que permitiese la índole del asunto. Dicho experimento con el ratón, después que sobre él reflexioné algún tiempo, me hizo entrar en tales sospechas de que el aire en que lo había puesto era mejor que el ordinario, que al día siguiente decidí aplicar la prueba del aire nitroso a la misma cantidad de aire que durante tanto tiempo había respirado el ratón; estaba yo convencido de que, si era aire ordinario, se habría puesto punto menos que lo más nocivo posible, de suerte que en él no tendría efecto el aire nitroso; pero con gran 77

sorpresa mía hallé, a pesar de haber sido respirado durante tanto tiempo, seguía siendo mejor que el aire ordinario. Porque después de mezclarlo con aire nitroso en la proporción acostumbrada de dos a uno, disminuyó de la proporción de cuatro y medio a tres y medio; es decir, el aire nitroso lo había hecho dos novenos menos que antes, y eso en brevísimo tiempo, sin que ninguna proporción de aire nitroso redujese al aire común más de un quinto de su volumen, ni más de un cuarto los procesos flogísticos, cualesquiera que fuesen. Toda la noche estuve pensando en este hecho extraordinario, y a la mañana siguiente puse en la misma mezcla otra medida de aire nitroso; y, con grandísimo asombro, hallé que disminuía a casi la mitad de su cantidad primitiva. Le agregué entonces una tercera medida; pero ésta ya no lo disminuyó más; sin embargo, lo dejé con una medida menos de la que tenía aún antes de haber sacado el ratón. Confirma ya plenamente que este aire, aun después de respirarlo el ratón durante media hora, era mucho mejor que el aire ordinario, y quedándome todavía una cantidad suficiente para el experimento, a saber, una onza y media, metí en él al ratón y observé que éste no experimentaba, al parecer, molestia alguna, de lo cual se habrían visto señales patentes de no haber sido sano el aire; antes, al contrario, allí permaneció el animalito muy a su gusto por espacio de media hora, al cabo del cual lo retiré del todo animado y vigoroso. Al medir el aire al día siguiente, hallé que había disminuido de onza y media a dos tercios de onza. Y después de esto (si mal no recuerdo, porque en mis apuntes de ese día solo anoté que lo había hecho disminuir bastante el aire nitroso), estaba casi tan bueno como el aire ordinario. Pues, habiendo sacado de allí el ratón con todos sus bríos, era evidente que el aire no podía haberse puesto muy nocivo. Para convencerme todavía más, conseguí otro ratón, y poniéndolo dentro de no menos de dos onzas de aire extraído de mercurio calcinado y de aire extraído del precipitado rojo (los cuales mezclé entre sí, por haber hallado que eran de la misma cualidad), vivió tres cuartos de hora. Pero, como no tomé la precaución de poner el recipiente en sitio abrigado, me figuro que el ratón se murió de frío. Con todo, vivió tres veces más de lo que hubiera vivido probablemente de estar metido dentro de igual cantidad de aire ordinario, y no esperaba yo mucha exactitud de esta suerte de prueba; y no tuve por necesario hacer mis experimentos con ratones. Convencido ya totalmente de la bondad superior de este aire, me puse a medir ese grado de pureza con la mayor exactitud que me era posible, mediante la prueba del aire nitroso en dos medidas de este aire ordinario, y observé que la disminución era a ojos vistas mayor de lo que hubiera sido de haberse sometido a este tratamiento el aire común. Una segunda medida de aire nitroso lo redujo a los dos tercios de la cantidad primitiva, y una tercera medida a un tercio. Imaginándome que la disminución ya no podía llegar a más, añadí entonces tan sólo media medida de aire nitroso; la cual lo hizo disminuir más todavía, aunque no mucho; y otra medida lo redujo en menos de la mitad de su cantidad primitiva de suerte que, en ese caso, dos medidas de este aire absorbían más de dos medidas de aire nitroso, y, 78

sin embargo, se reducía a menos de la mitad de lo que era. Cinco medidas le devolvieron casi exactamente sus dimensiones primitivas. Al mismo tiempo, el aire extraído del precipitado rojo se disminuía casi en la misma proporción que el proveniente del mercurio calcinado, recibiendo dos medidas de este aire cinco medidas de aire nitroso, sin aumento alguno de extensión. Ahora bien, como el aire común recibe como una mitad de su volumen de aire nitroso antes de empezar a recibir aumento alguno en sus dimensiones por añadírsele aire nitroso, y este aire recibió más de cuatro medidas antes de dejar de disminuir por añadírsele aire nitroso, y ni siquiera cinco medias medidas le produjeron aumento de sus dimensiones primitivas, llegué a la conclusión de que era cuatro o cinco veces mejor que el aire ordinario. Según se verá más adelante, después he obtenido aire mejor que éste, como que es cinco o seis veces más bueno que el mejor aire ordinario que conozco. Fragmento de: Experiments and Observations on Different Kind of Air. Reseña Biiográfica: Joseph Priestley: El hombre que descubrió el oxígeno Joseph Priestley nació el 13 de marzo de 1733 en Yorkshire, Inglaterra. Hijo de un comerciante de lana, perdió a su madre cuando sólo tenía seis años de edad. A los 16 años ya dominaba el griego, el latín y el hebreo. Después decidió aprender por su propia cuenta francés, italiano y alemán. Una vez hubo terminado sus estudios, intentó satisfacer a su familia probando suerte en el sacerdocio, pero su mente despierta le hizo compaginarlo con el mundo académico. Al conseguir un puesto como profesor de idiomas abandonó por completo el sacerdocio trasladándose a Warrington. Fue en Warrington donde Priestley conoció a John Seddon, quien consiguió despertar en él un creciente interés por los temas científicos. De hecho, gracias a Seddon, se embarcó en un proyecto para escribir la historia de la electricidad. La gran ambición de Priestley en su proyecto y la ausencia de personas cualificadas en Warrington le motivaron a hacer periódicos viajes a Londres, donde tuvo la suerte de conocer a influyentes experimentadores científicos de la talla de John Canton, William Watson, y Benjamin Franklin. Uno de los muchos experimentos en los que Priestley empleaba su tiempo libre le llevo el 1 de Agosto de 1774 a ver qué ocurriría si extraía aire del mercurio calcinado. Siguió la misma rutina que había establecido con experimentos anteriores sobre aires, primero bañando la sustancia con la luz del sol, intensificada con su lupa, hasta calentarla lo suficientemente como para emitir gas. Después añadió agua para ver si se disolvía, pero no lo hizo. Hasta ese momento nada parecía fuera de lo normal, hasta que Priestley se percató de que si introducía una 79

vela encendida en el recipiente donde se encontraba el aire, la llama de la vela se quemaba de una forma extraordinariamente vigorosa. Priestley sabía que había descubierto un gas, pero aún no era del todo consciente de qué era lo que tenía exactamente entre manos. En marzo de 1775, introdujo un ratón adulto en un aparato de cristal lleno del aire procedente del mercurio calcinado. Su primera hipótesis fue que el ratón no sobreviviría más de quince minutos, el tiempo que tardara en agotarse el aire. Priestley dio por hecho en seguida que este aire que había descubierto se trataba el responsable de la respiración de los humanos y animales, así como de la combustión. No fue hasta que los experimentos de Priestley llegaron a Antoine Lavoisier a finales de 1775 cuando todo comenzó a tomar un poco más de sentido. Lavoisier repitió los experimentos de Priestley y ante los resultados no tuvo duda de que el aire descubierto no era aire deflogisticado, sino el “principio activo” de la atmósfera. Con una serie de experimentos demostró que este aire se encontraba en el aire común en una proporción del 20%, y demostró que era el culpable de la combustión, la oxidación y la respiración. Finalmente, le dio el nombre de oxígeno en 1789. Tomado de: http://recuerdosdepandora.com/ciencia/quimica/joseph-priestley-elhombre-que-descubrio-el-oxigeno/#ixzz22EzghPgh

LA OXIDACIÓN Y LA RESPIRACIÓN ANIMAL Antoine Laurent de Lavoisier*

(1743-1794)

A RESPIRACIÓN ES UNA DE LAS FUNCIONES VITALES DE LA ECONOMÍA animal y, en general, no puede ser suspendida sin que la muerte resulte una consecuencia inevitable de ello. Sin embargo, hasta estos últimos tiempos se ha ignorado completamente cuál es el uso de la respiración, cuáles son sus efectos; y todo lo relativo a la respiración era uno de estos secretos, que la naturaleza parecía haberse reservado. El rezago de nuestros conocimientos sobre una cosa tan importante depende de que existe un encadenamiento necesario para la serie de nuestras ideas, un orden indispensable en la marcha del espíritu humano y en que era imposible saber nada sobre lo que pasa en la respiración antes de haber reconocido: 1. Que el calórico (materia de calor) es un principio constitutivo de los fluidos y que es a este principio a quien deben su estado de expansibilidad, su elasticidad y muchas otras propiedades que nosotros conocemos en ellos. Fragmento de su Memoria Sur la Respiration et la Transpiration des animaux (1789), en colaboración con A. Seguín. *

2. Que el aire de la atmósfera es un compuesto de dos fluidos seriformes, a saber; de una cuarta parte, aproximadamente, de aire vital y de tres cuartas partes de gas ázoe. 3. Que la base de aire vital, el oxígeno, es un principio común a todos los ácidos, éste es el que constituye la acidez. 4. Que el gas ácido carbónico (aire fijo) es el resultado de la combinación de 72 partes aproximadamente "en peso" de oxígeno y de 28 partes de carbono (carbono puro) 5. Que entra menos calórico en la composición de un volumen dado de gas ácido carbónico que en un volumen equivalente de aire vital, y que es esta razón la que hace separar calórico durante la combustión del carbono, es decir, durante la conversión del aire vital en ácido carbónico por la adición de carbono. 6. Por último que el agua no es un elemento, no es una sustancia simple, como creían los antiguos, sino que está compuesta de 14,338 partes de oxígeno y de 85,668 de hidrógeno. Uno de nosotros, M. Lavoisier, ha establecido todos estos principios en una serie de Memorias que forman parte de la Colección de la Academia, y ahora que estas verdades han recibido la confirmación del tiempo, que se encuentran sancionadas por el consentimiento de casi todos los físicos y químicos de Europa, nosotros podemos decir con confianza que no existe nada en química que esté fundado en pruebas más evidentes. En fin, sería imposible sujetar a experiencias precisas los efectos de la respiración sin antes adquirir simples medios, fáciles y expeditos, de hacer un análisis del aire; es un servicio que M. Seguin acaba de hacer a la química. Boyle, Hales, Black y Priestley fueron los primeros en advertir que la respiración ejercía una acción marcada en el aire atmosférico, que disminuye su volumen, que cambia su naturaleza y que en un intervalo bastante corto el fluido que sirve para esta función pierde la propiedad de mantener la vida de los animales. Sin percatarse demasiado de lo que pasa en este género de experiencias, los químicos seguidores de la doctrina de Stahl quisieron explicar los resultados de la manera cómo los productos de estas tres operaciones les parecieron idénticos, encontraron nuevos motivos para que el flogístico fuese un ser idéntico en los tres reinos de la naturaleza. Experimentos comparativos, que M. Lavoisier comprendió bien poco después, le hicieron los principales efectos y los distintos productos de la respiración, de la combustión, de la oxidación, etc., y le pusieron en situación de apreciar el grado de analogía que existe entre estas diferentes operaciones. Hizo ver que en todas hay descomposición de aire vital, contenido en el aire atmosférico, y separación de una porción de su calor específico; que en todos queda, después del lavado en el álcali (álcali cáustico), un residuo idéntico, el gas ázoe, que no es un producto de la 82

operación, sino una parte constituyente del aire atmosférico. Publicó después, en 1777, que la respiración es una combustión lenta de una porción de carbono que contiene la sangre y que el calor animal es mantenido por la porción de calórico que se desprende en el momento de la conversión del aire vital de la atmósfera en gas ácido carbónico, como ocurre en toda combustión del carbono. Los experimentos que, en 1780, publicaron M.M. de Laplace y Lavoisier no solamente confirmaron estos resultados, sino que ofrecieron todavía un resultado completamente inesperado y del cual era entonces imposible deducir toda su importancia. Estos dos físicos reconocieron que se desprende en los animales, en un tiempo determinado, una cantidad de gas ácido carbónico que se forma en un tiempo equivalente por la respiración. En suma, en 1785, M. Lavoisier creyó poder anunciar en una colección de la Sociedad de Medicina que probablemente la respiración no se reduce a una combustión del carbono, sino que ocasiona también la combustión de una parte de hidrógeno contenido en la sangre, y, consecuentemente, que la respiración opera no solamente una formación de agua, lo que explica perfectamente bien los fenómenos observados por M.M. de Laplace y Lavoisier. M. Seguin dio nuevos desarrollos a esta teoría y la confirmo con nuevas experiencias en una Memoria que leyó en la Sociedad de Medicina. Presentó una síntesis de las averiguaciones de Messieurs Pristley, Crawford, Hamilton, etc., sobre este objeto y expuso las consecuencias que se podían deducir. Este era el conjunto de nuestros conocimientos en el momento en que nosotros formamos el plan de trabajo muy extendido sobre casi todas las partes del animal. Vamos a presentar en esta primera Memoria los principales resultados de las experiencias que hemos hecho sobre la respiración. Tomando como punto de partida los conocimientos adquiridos y reduciéndonos a ideas sencillas que cada cual puede fácilmente entender, empezaremos por decir, en general, que la respiración no es más que una combustión lenta de carbono e hidrógeno; semejante en todo a aquella que se efectúa en una lámpara, en una bujía encendida, y que, desde este punto de vista, los animales que respiran son verdaderos cuerpos que arden y se consumen. En la respiración, como en la combustión, es el aire de la atmósfera el que proporciona él oxigeno y el calórico; pero, como en la respiración, es la sustancia misma del animal, es la sangre, quien proporciona el combustible, si los animales no reparan habitualmente, por los alimentos, lo que pierden por la respiración, el aceite faltaría bien pronto en esta lámpara y el animal perecería, como una lámpara se apaga cuando le falta alimento. 83

La demostración de tal identidad de efectos entre la respiración y la combustión se deduce inmediatamente de la experiencia. En efecto, el aire que ha servido a la respiración no contiene ya, a la salida del pulmón, la misma cantidad de oxígeno; no solamente encierra gas ácido carbónico, sino además mucha más agua que la que contenía antes de la inspiración. Según esto, como el aire vital no puede convertirse en agua más que por adición del carbono; como no puede convertirse en agua más que por suma de hidrógeno; como esta doble combinación no puede realizarse sin que el aire vital pierda una parte de su calórico específico, resulta de todo ello que el papel de la respiración es el de extraer de la sangre una porción de su calórico específico, que durante la circulación se distribuye con la sangre en todas las partes de la economía animal y mantiene esta temperatura aproximadamente constante que se observa en todos los animales que respiran. Diríase que esta analogía que existe entre la combustión y la respiración no había escapado a los poetas o más bien a los filósofos de la antigüedad, de quienes aquellos eran intérpretes y voceros. Este fuego robado al cielo, esta antorcha de Prometeo, no presenta sólo una idea ingeniosa y poética, es la pintura fiel de las operaciones de la naturaleza, por lo menos en los animales que respiran; se puede, pues, decir con los antiguos que la antorcha de la vida se alumbra en el momento en que el niño respira por primera vez y no se apaga hasta su muerte. Reflexionando, sobre testimonios tan felices, estaría uno algunas veces tentado de creer que, en efecto, los antiguos habían penetrado más adelante en el santuario de los conocimientos de lo que nosotros nos habíamos imaginado; y que la fábula no es verdaderamente más que una alegoría bajo la cual se esconden las más grandes verdades de la medicina y de la física. Todo lo que hemos dicho hasta ahora sobre la respiración no es más que el desarrollo de la idea principal que acabamos de anunciar. Hemos comenzado esta Memoria por donde, acaso, hubiéramos debido terminarla, por la consecuencia. Pero hemos pensado que, aun a riesgo de repetirnos, puede resultar útil ofrecer al lector desde el comienzo el hilo que le debe conducir. El viajero está menos expuesto a extraviarse cuando ve delante de sí el término al cual se propone llegar. Por supuesto, vamos a operar con cochinillos de India. Estos animales son mansos, la Naturaleza no le ha dado ningún medio de dañar. Son de una constitución robusta, fáciles de alimentar, aguantan mucho tiempo el hambre y la sed; por último, son lo bastante grandes para producir en muy poco tiempo alteraciones sensibles en el aire que respiran. La proporción de aire vital que consumen por hora es de 40 a 50 pulgadas cúbicas, según su fuerza y su tamaño; pero como el gas ácido carbónico es para ellos como para casi todos los animales un veneno mortal que no pueden respirar, ni siquiera en mediana cantidad, sin producirles accidentes fatales, es necesario, para continuar las experiencias sobre el mismo animal sin que éste sufra, absorberle el 84

gas ácido carbónico a medida que se forma. Para cumplir este objetivo comenzábamos por introducir bajo una campana de cristal una cantidad conocida de aire vital; introdujimos enseguida el cochinillo de India, haciéndole pasar a través del agua, desde el momento en que se encontraba dentro de la campana lo levantábamos y sosteníamos en el aire que contenía con ayuda de una especie de escudilla de madera, montada sobre tres pies y recubierta de un lienzo de crin; los pies de este soporte eran lo bastante largos para que el animal fuera sostenido 6 u 8 pulgadas por encima de la superficie del agua. Es obvio que la escudilla pasada de esta forma a través del agua debía llenarse; la vaciábamos en un sifón, después de introducir un álcali por medio de un embudo adaptado a un tubo curvado. Estas operaciones se hacen con facilidad cuando uno está ya acostumbrado. Para mayor seguridad colocamos todavía entre los tres pies del soporte una cápsula que nadaba sobre la superficie del líquido y que llenamos igualmente del álcali. Con estas prevenciones el gas ácido carbónico es absorbido apenas formado y el animal es incomodado más que si respirase al aire libre. Si la experiencia dura mucho tiempo, varios días, por ejemplo, hace falta suplir por cantidades conocidas de aire vital aquél que es absorbido en la respiración del animal, o más bien el que es empleado para formar gas ácido carbónico y agua. Hay igualmente necesidad de reemplazar el álcali cuando se acerque a estar saturado de ácido carbónico. Es sabido que la combustión (en circunstancias iguales) es tanto más rápida cuanto el aire en que se opera es más puro. Así, por ejemplo, se consume en un tiempo dado mucho más carbono o cualquier otro combustible en el aire vital que en el aire de la atmósfera. Se habían pensado siempre que ocurriría lo mismo en la respiración: que debía de acelerarse en el aire vital y que entonces debía de desprenderse, sea del pulmón, sea del curso de la respiración, una mayor cantidad de calórico. Pero la experiencia ha destruido todas estas opiniones que no estaban fundadas más que en la analogía. Sea que los animales respiraran en el aire vital puro, sea que respiraran en este mismo aire mezclado con una proporción más o menos considerable de ázoe, la cantidad de aire vital que consumen es siempre la misma, con muy ligeras diferencias. Nos ha ocurrido varias veces al tener en una mezcla de quince partes de gas ázoe y de una de aire vital, manteniendo constantemente las mismas proporciones; el animal en los dos casos ha permanecido en su estado natural; su respiración y su circulación no parecían sensiblemente aceleradas ni retardadas, su calor era el mismo y tenía únicamente, cuando la proporción de gas ázoe resultaba demasiado fuerte, un poco más de disposición de amodorramiento. M. Lavoisier había ya publicado que el gas ázoe contenido en la atmósfera no experimentaba ningún cambio durante la respiración y que volvía a salir del pulmón en la misma cantidad que había entrado. Hemos creído deber comprobar este hecho mediante experiencias muy rigurosas y nos hemos asegurado que 85

realmente no hay ni desprendimiento ni absorción del gas ázoe durante la respiración. Había, después de esto, lugar a suponer que se podría sustituir el gas ázoe que entra en la composición del aire de la atmósfera por un volumen igual de gas cualquiera, con tal que no fuera ni ácido ni álcali y que no tuviera ninguna cualidad nociva. La experiencia ha demostrado plenamente nuestra conjetura. Hemos ensayado el introducir cochinillos de India debajo de campanas de cristal llenas de un compuesto de aire vital y de gas hidrógeno puro, aproximadamente en las mismas proporciones de volumen que existen entre el aire vital y el gas ázoe en el aire de la atmósfera. Han sobrevivido mucho tiempo sin parecer sufrir, y sólo al cabo de ocho o diez horas han dado señales de malestar. El gas hidrógeno no ha parecido experimentar ninguna disminución y ha salido del pulmón aproximadamente tal como había entrado. Insistiremos, por última vez, que en todas las experiencias es necesario absorber, por medio del álcali, el gas ácido carbónico a medida que se forma; que de otra manera el animal perecería en poco tiempo a consecuencia de la acción irritante que el gas ácido carbónico ejerce sobre el pulmón.

EVOLUCIÓN DEL SIGNIFICADO DE UN CONOCIMIENTO. HISTORIA DEL CAMPO CONCEPTUAL DE LA RESPIRACIÓN André Giordan, et. al.* ¡La respiración ha cambiado totalmente de significado!

A RESPIRACIÓN ES UNO DE LOS FENÓMENOS DE LA VIDA QUE NO parece plantear problemas, debido a lo familiar que resulta para la mayoría de las personas. Aparece siempre ligada a la vida, desde el nacimiento: «el bebé ha emitido su primer grito», «respira»...; hasta la muerte: «ha expirado». Al mismo tiempo, es un signo de buena salud e incluso de vigor: tener aliento, sin olvidar la vida al aire libre o la inspiración de los poetas, etc. Esta proximidad de la respiración, que se refleja en el lenguaje, hace olvidar que la comprensión científica de estos fenómenos no es ni simple ni inmediata, y que ha habido que superar cierto número de hechos en apariencia contradictorios. En realidad, desde que se la estudia, más precisamente, en los aspectos que abarca, incluso a un primer nivel, la respiración se presenta diversa, y plantea varios tipos de problemas. ¿Qué relaciones pueden establecerse entre los pulmones de los mamíferos, las branquias de los peces, las tráqueas y las traqueobranquias, u otros sistemas aún más sutiles de los insectos, o incluso la respiración de un paramecio o de una planta? Y, por otra parte, ¿respiran estos últimos? He aquí un interrogante que permaneció abierto durante mucho tiempo. Para los animales, la única relación clara que podía establecerse a propósito de los sistemas respiratorios era que parecían necesarios para vivir, ya que si se producía una interrupción, la vida se paraba. Así, hasta finales del siglo XVIII con los trabajos de Lavoisier, Laplace y Seguin, no se llega a comprender el papel fisiológico atribuido a la respiración. En cuanto al aspecto considerado hoy primordial, el que permite encontrar una unidad básica entre los diversos sistemas descritos anteriormente (la respiración mitocondrial), sus mecanismos no se conocieron hasta hace apenas cincuenta años, con los trabajos sobre las enzimas respiratorias y con el ciclo de Krebs, sin que dominemos todavía al detalle algunos aspectos. Lo cierto es que la respiración abarca un conjunto de fenómenos diversos, situados a niveles muy diferentes, y que es necesario separar si se desea obtener alguna idea clara, pues han constituido otros tantos obstáculos a la comprensión.

Tomado de: GIORDAN, A., et. al. 1988. Conceptos de Biología Tomo I. Madrid: Labor

Así, en una primera aproximación, podemos descomponer la respiración en al menos seis cuestiones que formulamos de la manera siguiente: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

La cuestión de la ventilación. La cuestión de la relación con el sistema circulatorio. La cuestión de la difusión, del transporte o de la transformación de los gases. La cuestión energética. La cuestión de la vida tisular y celular. La cuestión de la oxidación-reducción o del transporte de electrones.

No tendremos en cuenta los problemas de la regulación neuroendocrina, el equilibrio ácido-base, la regulación térmica, la eliminación de sustancias nocivas, la ayuda en el vuelo de las aves, etc., que son otros tantos puntos cuyos mecanismos están íntimamente ligados a la respiración. La respiración es un verdadero concepto encrucijada, pues está, de igual manera, íntimamente ligada a la palabra, a las sensaciones afectivas, a las emociones o a la relajación en el hombre. En consecuencia, no es de extrañar que, desde la Antigüedad, se hayan superpuesto respiración y vida, respiración y alma, respiración y sensación, 10 que no ha contribuido a plantear las cuestiones desde una perspectiva biológica. Sin embargo, a pesar de estas adherencias, que se han mantenido a lo largo de toda la historia y que han frenado la evolución de las ideas, se puede bosquejar, en relación a este campo de problemas, una gigantesca transformación de las nociones.63 Son éstos algunos de los elementos que servirán para comprender esa evolución de las ideas que trataremos de describir en las páginas siguientes. Intentaremos, lo más a menudo posible, mostrar los diversos obstáculos que sucesivamente ha habido que superar para llegar a los conceptos actuales. Es una admirable serie de trastocamientos de las ideas conducentes al conjunto de elementos que constituyen la respiración. Las primeras representaciones: el soplo vital La respiración aparece, desde los primeros textos que poseemos, como algo ligado a la vida y más manifiestamente a la consciencia. No obstante, la cuestión del papel fisiológico no se formuló explícitamente con anterioridad a De respiratione de Aristóteles. Desde luego, son numerosos los textos más antiguos, y las múltiples citas que en ellos se encuentran dan fe del interés ancestral por el tema. Entre los autores, cabe citar a Anaxágoras, Empédocles, Demócrito, Diógenes de Apolonia. Asimismo, los escritos hipocráticos (de Para escribir esta breve síntesis, hemos utilizado los trabajos más recientes sobre la historia de las ciencias, que se presentaron en el Coloquio de Ischia (julio de 1984), organizado por la Estación Zoológica de Nápoles, bajo la dirección del profesor Gmerk. Damos las gracias igualmente a P. Manuli por la parte antigua y al profesor Bucher.

diversos períodos) siempre han concedido un lugar importante en la descripción de las diferentes enfermedades, bien a los movimientos del aire, bien a las ventosidades (physai) producidos durante la digestión. Sin embargo, estos textos se limitan a presentar la respiración para indicar su contigüidad con las manifestaciones de la vida en todas sus facetas, incluidas las psíquicas (sobre todo en relación con el alma);64 o para establecer la relación de la respiración con las sensaciones, sin profundizar mucho más en la explicación. Para ilustrar esta primera clase de obstáculos, fáciles de localizar, nos ocuparemos brevemente de estos autores, para luego centrarnos en Aristóteles y Galeno, cuyas ideas se perpetuaron ampliamente hasta el siglo XVII.

En sus inicios, la ciencia, como la historia o la filosofía en general, es inseparable de la leyenda. Los poemas homéricos recogen más mitos que ciencia. No obstante, a través de estos elementos, la respiración aparece ya como una condición de la vida y de la consciencia. Por ejemplo, se subraya que el aliento constituye, con la sangre, una doble fuente de vida. Incluso, en casos de eventuales desvanecimientos, se señala que la recuperación de la vida se constata por una ventilación más normal. La respiración es, pues, uno de los criterios capitales de la existencia, y el problema parece así resuelto. En consecuencia, no se intenta saber más al respecto, al menos explícitamente. La cuestión vuelve a plantearse con Anaxágoras, Empédocles, Demócrito, Diógenes de Apolonia y, en cierto modo, con Platón, antes de recibir un tratamiento más Esta idea será muy frecuente en las tradiciones populares hasta el siglo XIX, e incluso hasta el mismo siglo XX: el alma abandona el cuerpo con el «último suspiro».

extensivo en los escritores hipocráticos y en los textos más recientes de Aristóteles y Galeno. ¿Qué se deduce de todas estas doctrinas?65 Dentro de sus grandes líneas de pensamiento aparece un cierto número de constantes: el lugar receptor del aliento (ya que el aire es activo) parece ser el corazón. Éste es el órgano respiratorio. El aire entra en los pulmones, que funcionan a modo de fuelle, y pasa a las aurículas: la respiración sirve para alimentar el calor interno del cuerpo, producido en el corazón. Esta idea es muy frecuente en la época, entre los mejores eruditos: el cuerpo posee una especie de calor interno, característico de la vida y del psiquismo (ya que el soplo de la vida y el alma están, muy a menudo, ligados). Desde esta perspectiva, la respiración es el fuelle del herrero que sustenta la vida biológica y el funcionamiento del espíritu.66 Por ejemplo, en sus escritos, Empédocles,67 uno de los primeros en acercar los órganos y las funciones, introduce la idea de pneuma, que es al mismo tiempo una mezcla de aire y de evaporación de sangre, al que asigna un lugar central. En efecto, según él, la sangre es más bien una mezcla calificada de perfecta y que tiene la capacidad de pensar, actividad que el aire favorece. Esto puede resultar sorprendente pero es así... En los escritos hipocráticos aparecen igualmente numerosas reflexiones al respecto, con fines médicos, desde luego. Los médicos que constituyen esta escuela, se interesan por los síntomas de la buena o mala respiración, del mismo modo que se preguntan, en general, sobre los aires (exterior e interior) y los vientos, ¡si salen del tubo digestivo hacia arriba o hacia abajo! Todas estas indicaciones entran en la etiología de las enfermedades y, según ellos, tienen un papel primordial en la salud y, por oposición, en la enfermedad. Además, al ser el aire uno de los cuatro elementos, siempre según la escuela de Cos, la respiración es, en primer lugar, un asunto de refrigeración, sobre todo del corazón, donde se encuentran la sangre y el aire, lo cual no deja de producir un fuerte calor.

Proponemos este aspecto que, en todo caso habría que precisar, con ciertas reservas. Hay diversas cuestiones metodológicas que se plantean como consecuencia del breve estudio que hemos realizado sobre el tema. En primer lugar, es fundamental el problema de las fuentes. Es difícil otorgar una confianza absoluta a los textos que poseemos, sin detenerse a pensar en las condiciones de su conservación o de cómo se han transmitido hasta llegar a nuestras manos. La interpretación de estos textos es delicada. ¿Qué credibilidad puede concederse a las palabras utilizadas, y menos aún a las traducidas? Por ejemplo, en el caso de Empédocles, los historiadores señalan que la misma palabra puede significa piel o nariz; eso explica las diferentes interpretaciones, a veces incluso contradictorias. Tratando de superar estos obstáculos, hemos procurado verificar los datos a partir de las distintas fuentes que obran en nuestro poder, pero ¿tenemos todas las piezas? 66 El corazón suele ser considerado como la sede del pensamiento y de las sensaciones. La tradición mantiene esta idea en frases como «el corazón de los enamorados», o «las penas del corazón». 67 Empédocles describió, además, una respiración cutánea que participaba de manera efectiva en el esquema. 65

En el Tratado sobre la enfermedad sagrada, aparece asimismo un concepto global de la respiración con una descripción de los mecanismos: el aire entra por la nariz (no por la piel), de ahí se dirige directamente al cerebro, donde se divide en tres partes. La primera va al vientre, la segunda a los pulmones y la tercera hacia los vasos,68 para refrigerar estas partes. Luego regresa al cerebro,69 a donde, por otra parte, llegan todos los vasos. No obstante, el aire no tiene lugar propio; entra por doquier (fenómeno general para la totalidad del cuerpo) y la libre circulación entre las diferentes partes determina la salud, mientras que la retención, y por ende el exceso, indica enfermedad. Con Platón y su Timeo, la imagen de la respiración se precisa. En efecto, se presenta en dicha obra una teoría orgánica completa, basada, bien es cierto, en un proyecto político.70 Las funciones respiratorias son calificadas de esenciales. Para el autor el aire penetra en el cuerpo de dos maneras: primero por la nariz, por donde alcanza los pulmones, para después volver a salir. Pero su trayecto no se detiene ahí; una vez fuera, al parecer vuelve a entrar a través de la piel para llegar el corazón o al hígado, ya que estos órganos son los lugares del Juego interior. La intervención de la respiración parece doble; en primer lugar, cumple la función, como en el caso de Hipócrates, de enfriar el interior del cuerpo, calentado por la producción de calor interno: Los dioses idearon injertar encima (del corazón y del hígado) el tejido del pulmón, que es fofo y está desprovisto de sangre y. que además presenta cavidades abiertas como las de una esponja con el fin de que se refrigeren (el corazón y el hígado) con el aire y la bebida.

Seguidamente, la respiración permite, según Platón, satisfacer las necesidades nutritivas del cuerpo; el aire parece aportar partículas que permiten nutrir el cuerpo, o -para ser menos categórico- que, sin duda, son el soporte de un proceso fisiológico gracias al cual el cuerpo puede sobrevivir. Aristóteles, en su breve tratado De respiratione, reconsiderará todas estas ideas (excepto los escritos hipocráticos) para demolerlas antes de proponer su modelo. Incluso se ofrece una explicación a la entrada de aire en los vasos. Se basa en una analogía con la entrada de aire en las casas por los tragaluces. 69 Así pues, el cerebro está considerado como una glándula húmeda que elimina elementos del cuerpo para formar el moco que sale al exterior por la nariz. El corazón es el lugar de las sensaciones y el sentimiento. La afectividad ligada al corazón tiene así raíces profundas. A partir de los escritos hipocráticos tardíos se empieza a localizar en el cerebro las sensaciones y el pensamiento, pero aún son frecuentes las confusiones entre nervios, tendones e incluso venas. 70 Platón distingue claramente el funcionamiento del alma con tres estados y tres localizaciones: la razón en el cerebro, la pasión en el corazón, y el deseo en las vísceras. Su descripción del Estado político se basa en este mismo modelo. 68

Esta vez el tema es muy claro: se presenta la respiración como un fenómeno con una finalidad estrictamente fisiológica. Elimina así todas las posibles relaciones con las sensaciones, o el alma, para hacer de ella sólo un mecanismo de refrigeración del calor interno.71 El pulmón es indispensable a ciertos animales para poder vivir en la tierra. Tiene que haber necesariamente una refrigeración de su calor; y ésta, los animales que tienen sangre sólo la pueden recibir de fuera, porque ellos mismos están demasiado calientes. Los animales que no tienen sangre sólo pueden refrigerarse mediante el soplo, que les es innato. La refrigeración exterior sólo puede venir necesariamente del agua o del aire. Por eso ninguna especie de pez tiene pulmones; y en su lugar presentan branquias, como se ha dicho en el Tratado de la Respiración. Los peces se refrigeran por agua; los animales que respiran lo hacen por aire; de ahí que todos los animales que respiran tengan pulmón.

Galeno72 elabora un conjunto de teorías muy completo (y difícil de interpretar) sobre la respiración. En primer lugar, aporta toda una serie de informaciones sobre la anatomía del pulmón y del corazón73 y sobre la mecánica respiratoria (funcionamiento neuromuscular y circulatorio). Este último mecanismo podría ser resumido así. El alimento, parcialmente digerido en el tubo digestivo, es transportado por las venas mesentéricas hasta el hígado, centro del aparato venoso. Tras su sanguificación, el quilo se transmuta prácticamente en sangre y pasa a las venas, que la conducen tanto hacia la cabeza como hacia las extremidades de los miembros. Este movimiento de la sangre que llena constantemente las venas, no depende para nada del corazón: es una especie de lento desplazamiento cuyo sentido se invierte con frecuencia, como el de las mareas, condicionado por las facultades atractivas de las partes. Algo de esta sangre penetra en la parte derecha del corazón, especie de apéndice del sistema nervioso. De ahí, la fracción lanzada por la vena arteriosa (arteria pulmonar) sirve para alimentar los pulmones. Algunas gotas pueden atravesar este órgano por los poros de la pared y llegar a la aurícula izquierda por la arteria venosa (vena pulmonar). Pero la práctica totalidad de esta sangre refluye al corazón derecho y regresa a las venas, después de haberse desembarazado en el pulmón de sus fuliginosidades (especie de humos producidos por el cuerpo, quemados en el organismo). Para Aristóteles, los insectos, los gusanos y los peces no respiran, pues no lo necesitan: su cuerpo no es lo bastante.-"aliente (ARISTÓTELES: Sobre los animales). 72 Galeno fue un hábil investigador, que disecó animales, sobre todo el corazón y los pulmones, y experimentó con venas y arterias. 73 Afirma haber observado entre los dos ventrículos del corazón unos poros por donde pasa la sangre y el aliento vital (pneuma), lo cual, bien es cierto, reafirma su sistema explicativo. Además, comprueba la existencia de un discreto paso de aire, desde la nariz al cerebro, por medio de un hueso esponjoso. 71

Otra fracción de la sangre del corazón derecho atraviesa el tabique interventricular gracias a unos poros finos y casi invisibles. Una vez en el ventrículo izquierdo, esta sangre se mezcla con el aire transportado por la vena pulmonar; aire que, en efecto, ha pasado directamente de los bronquios a las ramificaciones de la vena. La mezcla de aire y sangre que tiene lugar en el ventrículo produce un complejo espirituoso, sutil, tenue, formado por el espíritus vitales que el ventrículo izquierdo lanza por la aorta y las arterías. Según este mecanismo, las venas contienen sangre y las arterias una especie de gas, pues se puede comprobar en los cadáveres cómo las primeras están rebosantes de sangre, mientras que las segundas están casi vacías. En la periferia, la sangre y los espíritus vitales son absorbidos por los órganos (fig. 7).

Existen algunas relaciones entre las arterias y las venas gracias a las cuales puede llegar un poco de sangre a las arterias y un poco de aire a las venas, pero no hay verdadera circulación. A continuación, Galeno reconoce diversas funciones a la respiración. En primer lugar, recupera la idea de la refrigeración del cuerpo. Pero, en su opinión, este papel no lo desempeña la cantidad de aire, sino el tamaño del organismo, y en particular una pequeña parte del mismo. En segundo lugar, al tiempo que refrigera el cuerpo, el aire alimenta, en el corazón, la combustión interna y produce el aliento vital (pneuma), así como el calor innato. Por último, para completar esta analogía con la combustión, la respiración purga el cuerpo de productos fuliginosos (el snif), gracias a lo cual no se extingue la combustión. 93

Así pues, a través de las múltiples teorías de los diferentes autores, se hilvana cierta evolución de las ideas. La respiración, considerada primeramente en su globalidad, y muy ligada, al mismo tiempo, al concepto de vida en general, a las sensaciones (de los olores a los sentimientos) o incluso a la manifestación del pensamiento, se transforma progresivamente en un concepto plurifuncional en el que se mezclan las ideas de nutrición, de refrigeración, de evacuación de olores; después, en una teoría más electiva de la función, libre de todo presupuesto metafísico: enfriar el cuerpo, que tendería a calentarse por la producción de ese calor interno específico de la vida. Asimismo, se pasa de una teoría pansomática con puntos de respiración repartidos por el conjunto del cuerpo o al menos por los múltiples órganos (corazón, pulmón, intestino, cerebro) a una localización precisa en un solo órgano: los pulmones. Sin embargo, esta interpretación es transitoria: con los sucesores de Aristóteles y, sobre todo, con Galeno, se llega rapidísimamente a las ideas hipocráticas basadas en el aliento vital. Desde entonces, estas ideas del aliento vital, del calor interno se imponen, y es este sistema el que dominará la ciencia hasta el siglo XVII e incluso el XVIII, como lo demuestra este pasaje de Descartes en El Discurso del Método (1637): La verdadera función de la respiración es suministrar suficiente aire fresco al pulmón para que la sangre que allí llega procedente de la concavidad derecha del corazón, donde se ha rarificado y como cargado de vapor, se espese y convierta nuevamente en sangre, antes de volver otra vez a la izquierda, sin lo cual no estaría en condiciones de alimentar al fuego que allí existe.

Es verdad que resulta muy útil para comprender cierto número de fenómenos vitales, sobre todo en 10 que se refiere a mecanismos particulares, como la concepción de los niños: el encuentro de dos semillas produce un burbujeo y calor, las dos semillas se hacen más gruesas, luego se forma un aliento, se abre un paso y entonces el niño está vivo. Para Hipócrates, este aliento permite que las partes idénticas se reconozcan. Para Descartes, en el siglo XVII, el burbujeo, por analogía con la fermentación de los vinos nuevos, explica incluso el paso de la semilla al estado organizado de feto. Los primeros replanteamientos LA VENTILACIÓN PULMONAR Durante el período que vamos a tratar ahora -del siglo XV al último cuarto del XVIII-, el esquema fundamental que acabamos de describir se mantiene invariable en líneas generales, Sin embargo, no fue una época estéril: se localiza la respiración en el pulmón, se establece la circulación de la sangre, se empieza a atacar la idea de la producción de calor interno, se perciben cambios en la composición de la sangre y del aire. 94

Sin embargo, a finales de este período no habrá nada reglamentado, ningún modelo nuevo obtendrá el apoyo general, ni siquiera convencerá a los investigadores. Lo que nos lleva a preguntarnos sobre los elementos que permitieron tal evolución y por los límites que le impidieron seguir adelante. A partir del siglo XVI, con el desarrollo de la anatomía en las diversas escuelas italianas, se realizan multitud de observaciones sin demasiadas polémicas: el reconocimiento de los alvéolos, las relaciones entre la tráquea y los bronquios, las trayectorias de las venas, arterias y arteriolas; incluso se describen algunos capilares y su presunta relación con las arterias y las venas. Como consecuencia de este conjunto de trabajos, la respiración parece circunscribirse a los pulmones. Lo más frecuente es que se presente como una función mecánica de los pulmones, eventualmente conectada con el corazón. Eso parece confirmar el intenso desarrollo de los trabajos sobre la ventilación pulmonar.74 No es de extrañar; el marco intelectual de la época se presta a ello: la técnica se desarrolla y se proponen mecanismos en todas las ramas. Por ejemplo, Bathurst, de la escuela de Oxford, reexamina la mecánica respiratoria; su conclusión es que el aire entra en los pulmones debido a las contracciones del diafragma en las respiraciones ordinarias, o bien del diafragma y el pecho en las extraordinarias. Esta mecánica será confirmada por Boyle y Mayow, merced a una serie de experimentos rigurosos, en particular sobre el papel de los músculos intercostales. Estos trabajos se continuarán durante todo el siglo XVII y el XVIII, hasta los brillantes estudios sobre el tema debidos a Haller. En este contexto, los pulmones suelen ser observados y descritos en el plano morfológico, en el plano de las relaciones con el corazón y con lo que se convertirá en el sistema circulatorio. Pero la interpretación siempre se sitúa en un marco galénico. Uno de los primeros que trata de rebelarse contra una parte de la teoría galénica es Vesalio (1542). Él pone en duda, sobre todo, la existencia de esas angosturas (o poros) que nadie encuentra en el tabique interventricular, que «es tan espeso, duro y compacto como el resto del corazón». Pero esta rebelión de un observador contra una tradición milenaria sólo merece incredulidad y desprecio. Malpighi,75 cierto que un siglo después, obtiene más éxito al revelar, a partir de una serie de estudios microscópicos sobre la estructura de los pulmones, que éstos deben de estar «formados por un agregado de finas membranas que forma infinitas vesículas orbiculares». Así, polariza la atención sobre los Hay preocupación acerca de los mecanismos de entrada y salida del aire, al tiempo que se polariza la atención sobre la refrigeración. 75 MALPIGHI: Duae Epistolae de Pulmonibus. 1661 (escrito en forma de dos cartas a unos compañeros). 74

mecanismos del intercambio del aire, pero limita la existencia de éste a los alvéolos. Esta idea será confirmada por Hooke,76 quien considera que no existe aire alguno en las venas pulmonares y, por tanto, no es transportado hasta el ventrículo izquierdo, como pretendía la tradición galénica. Por entonces se empieza a observar en la literatura de las escuelas italianas e inglesas, en pleno desarrollo, un desplazamiento del problema. La idea del fuego interior y del aliento vital, sin ser rechazada del todo, pasa a un segundo plano, en favor, por una parte, de los mecanismos de la ventilación y, por otra, de una toma de conciencia de que algo debe de pasar a propósito del aire. Podría decirse, asimismo, que se consideran seriamente dos posibilidades: ¿es la entrada de un elemento vital o el rechazo de sustancias mefíticas lo que está en juego en los mecanismos de la respiración? Desde luego, estas ideas no obtienen un consenso inmediato (Gelé, 1649, escribe aún: «Quienes no lo observan [el tabique intraventricular] juzgan de buen principio que es sólido, pero cuando se le estudia detenidamente, puede verse que es poroso y está horadado de parte a parte por infinidad de agujeritos, con el fin de que la sangre pueda pasar del ventrículo derecho al izquierdo para generar el espíritu vital»), pero permiten tomar cierta perspectiva. LA CIRCULACIÓN DE LA SANGRE El establecimiento de la circulación sanguínea es otro de los elementos que permiten transformar las ideas. Al menos en una segunda época, pues cuando fue establecida, lejos de ser un elemento facilitador, enredó más las ideas, al lanzar las investigaciones sobre pistas falsas. El propio Harvey no saca ninguna conclusión nueva a este respecto, y mantiene como explicación la idea del calor interno. Incluso defiende la antigua idea de la refrigeración del cuerpo por ventilación, transfiriendo (y ésta es la única modificación que introduce) la producción de calor a la sangre, en lugar de al corazón. Además, la expiración sigue siendo para él un mecanismo que permite únicamente eliminar los productos de desecho.77 Pero, antes de seguir adelante, digamos unas palabras acerca del establecimiento de la circulación de la sangre tal como la propone Harvey en 1628.78 Hooke experimenta entonces con un perro a propósito del movimiento del pulmón... Demuestra que el animal puede sobrevivir sin que funcionen sus pulmones, siempre y cuando se renueve el aire. Dejó establecida la idea de renovación del aire, debido a los movimientos de ventilación, pero no pudo resolver si la respiración constituye la entrada de algunos principios en la sangre o la salida de ciertos elementos en el aire expirado. 77 Harvey, por lo demás, no indica distinción alguna entre la sangre venosa y la arterial. La diferencia de color, en su opinión, se debe simplemente a la diferencia de tamaño entre venas y arterias. 78 Harvey: Excercitatio anatomtca de motu cordis et sanguinis. Frankfurt, 1628. En los libros del siglo XVII hemos encontrado diversos autores que ponen en entredicho la primacía de Harvey en el 76

Su libro comienza con una serie de observaciones sobre el funcionamiento del corazón. Una vez descubierto el corazón, dice, y sacado su pericardio, se pueden observar y constatar las alternancias de contracción y reposo: «Esto es especialmente manifiesto en el corazón de los animales de sangre fría (sapos, serpientes, ranas, moluscos, cangrejos y otros peces). Estos movimientos son más descubrimiento de la circulación sanguínea. En su lugar se barajan nombres de investigadores como Colombo y Arancé, Cesalpino, Jérome Fabrice e incluso un tal Pau Sarpi, quien habría depositado un manuscrito al respecto en la biblioteca de San Marcos de Venecia. Desgraciadamente, nuestras pesquisas en Venecia y Padua en busca del mismo resultaron infructuosas.

fáciles de analizar en el corazón de los animales de sangre caliente, perros o puercos, si el examen se realiza poco antes de la muerte del animal, cuando las contracciones son más lentas, separadas por fases de reposo más prolongadas...». El corazón, fláccido durante la diástole, se eleva y toca por su extremo con la pared torácica en la sístole. Durante esta pulsación, la mano que lo sostiene siente cómo se endurece; al mismo tiempo se vuelve pálido; y, al contrario, enrojece cuando se llena de sangre durante la diástole. «En resumen, el movimiento del corazón es una contracción muscular: lo mismo ocurre con los músculos, que cuando se contraen pasan de flácidos a duros». El hecho de que el corazón palidezca al contraerse demuestra que en ese momento expulsa la sangre que llenaba los ventrículos. En el mismo instante, las arterias se dilatan, debido a la presión de la sangre que reciben; que contradice un dogma galénico capital: la diástole arterial no corresponde al reposo del corazón, sino a la contracción de sus ventrículos. Harvey precisa, a continuación, que primero se contraen las dos aurículas enviando la sangre que contienen a los ventrículos. Luego se contraen a su vez los ventrículos, expulsando la sangre, «el derecho hacia los pulmones, por el vaso que se conoce como vena arteriosa, pero que en realidad es una arteria; el izquierdo hacia la aorta y, por las arterias, a todo el cuerpo», y concluye diciendo que la sangre llega al corazón por las venas y sale por las arterias, apoyándose para ello en observaciones realizadas en peces o en embriones. Tras hacer estas observaciones, Harvey inicia una serie de razonamientos, puramente formales, para demostrar lo bien fundada que está su idea: su modelo parece ya bien establecido por la elección de las primeras observaciones presentadas. «A menudo me ha sorprendido -declara- en el curso de mis vivisecciones, la grandeza y la simetría de los ventrículos y de los vasos que salen de ellos. ¿No es una indicación de una función distinta de la que siempre se les ha atribuido...?» Considerando igualmente «la cantidad de sangre que atraviesa el corazón y la rapidez con que lo hace», concluye que las venas se consumirían, vacías, y que las arterias se romperían por el aflujo continuo de sangre, «si la sangre no pudiera, por alguna vía, volver de las arterias a las venas y así alcanzar de nuevo el ventrículo derecho del corazón». Así es cómo, añade Harvey, «empecé a preguntarme si no habría un movimiento circulatorio (motus circularis) de la sangre...». Acto seguido, Harvey somete este modelo a una serie de verificaciones, sobre todo los efectos de una ligadura dispuesta en el extremo del miembro. Si la ligadura es muy fuerte, interrumpe la circulación tanto de las venas como de las arterias: el miembro se entumece, se produce dolor, el pulso deja de ser 98

perceptible, y si se mantiene la ligadura durante un tiempo, el miembro se enfría progresivamente y pronto aparece la gangrena. Por el contrario, si la ligadura es floja, como la que se emplea para la sangría, deja fluir la sangre por las arterias, pero impide que vuelva por las venas. Harvey demuestra también esta circulación de retomo comprimiendo las venas con el dedo: establece, además, que las válvulas (de las venas y del corazón) se oponen al reflujo de sangre hacia la periferia, regulando el flujo de la sangre en un único sentido.79 Como apunta Guyenot, el descubrimiento de Harvey fue acogido con «un escepticismo prácticamente general». La habitual multitud de espíritus llamados críticos trató de aplastar a Harvey bajo el raudal de las torpes embestidas de un Primerose (1630) y de las pesadas bromas de un Guy Pantin (1631). Este último, espíritu cáustico y mordaz, adquirió gran fama en París por sus sátiras. Fue uno de los más encarnizados anticirculacionistas, junto con Riolan, Hoffrnann, Joannès à Turre, Piso, etc. A Parisanus (1633) le parecía inteligente burlarse de la relación establecida por Harvey entre el ruido cardíaco y la contracción del corazón, y negaba ese ruido «que nosotros, pobres sordos, ni ninguno de los médicos de Venecia, podemos escuchar: sea tres veces feliz quien puede oírlo en Londres...». A pesar de estas resistencias, que duraron casi un siglo, la teoría de la circulación acabó por imponerse. En el siglo XVIII nadie la ponía en duda, y Hales"80 (1744) la completó, midiendo directamente la presión en las arterias. Para ello, utilizaba caballos o perros e introducía en sus arterias sondas de cobre conectadas a tubos de vidrio en los que la sangre subía a cierta altura, que oscilaba a cada latido del corazón. Sin embargo, el establecimiento de la circulación de la sangre no tiene las consecuencias respiratorias que se le atribuyen; la idea del calor interno se mantiene muy fuerte... incluso en Harvey, como ya hemos dicho. Al contrario, esta nueva teoría sugirió investigaciones e ideas erróneas, como en el caso de los pulmones, que fueron considerados como una especie de fuelle... que mantiene el movimiento continuo de la sangre y. en consecuencia, el calor natural.

Harvey no observa los capilares, pero supone su existencia para que su modelo funcione. «En los miembros y en las extremidades -dice-, la sangre, por anastomosis directa, o por cualquier otro medio, pasa de las arterias a las venas, moviéndose en un circuito cerrado, del centro a las extremidades y, otra vez, de las extremidades al centro.» Malpighi (1661) los describe en sus trabajos sobre el pulmón de rana, y Leeuwenhoeck (1668) da con ellos, pues vio «el paso de la sangre» en las branquias y la cola de renacuajos y alevines. 80 HALES, Hémostatique ou la statique des animaux. Expériences hydrauliques. faites sur des animaux vivants, Trad. franc, Génova, 1744. 79

Habrá que esperar a Borelli y Perrault para que se empiece a dudar de esta idea. Según ellos, el calor innato ya no es explicativo, y postulan que es un producto de la respiración y que la materia que el aire contiene es lo que entonces se llamaba un «combustible».81 ¿SE TRANSFORMA LA SANGRE EN LOS PULMONES? Una de las cuestiones importantes en el orden del día es la de saber si la sangre sufre transformaciones a su paso por los pulmones y, en ese caso, cuáles son las relaciones entre estas transformaciones y el movimiento de los pulmones. De esta manera vuelve a cobrar actualidad una observación hasta entonces anecdótica: la Tampoco la idea de una relación entre la combustión y la respiración fue fácil de aceptar, en particular debido a una serie de experimentos realizados por Hooke. Colocaba éste una bujía encendida junto a un pollito debajo de una campana, y con un sistema de bomba, extraía el aire. Al cabo de dos minutos, la llama se extinguía, ¡pero el pollito seguía vivo!

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diferencia de color de la sangre, conocida desde tiempo atrás (y negada por numerosos autores, Harvey entre ellos). Van Helmont, por ejemplo, cree que el cambio de color se debe a la fermentación,82 y que ésta tiene lugar en el ventrículo izquierdo. En 1669, Lower demuestra, con una serie de minuciosos experimentos, que el cambio de color se lleva a cabo en el pulmón. Sylvius83 introduce la idea de una reacción ácido-base; la fermentación de la sangre resultaría de una efervescencia entre el quilo y una sangre alcalina, y la combustión, de la colisión de partículas de fuego contenidas en la materia, en este caso la sangre. En la misma línea, Willis84 cree que la sangre, compuesta de agua y de partículas sulfurosas y volátiles, produce una efervescencia en el corazón, pues éste contiene fermentos nitrosulfurosos. De ahí el cambio de color. A continuación, Willis puede explicar la función de las partículas de aire que se precisan para tales reacciones. En este marco, caracterizado por el desarrollo de un pensamiento químico, se adelantan multitud de explicaciones a la respiración. Hooke, por ejemplo, establece un modelo de la respiración en su trabajo sobre las combustiones. Para él, la llama es producto de una sustancia presente en el salitre, probablemente el nitrato, que al mezclarse con el aire es capaz de disolver las partículas sulfurosas presentes en el cuerpo.85 Mayow establece un sistema por el que el aire transmite una sustancia a la sangre: son partículas finas y nitrosas que entran y se mezclan con las partículas sulfurosas y saladas ya presentes en el cuerpo. Su confluencia provoca una fermentación, responsable del cambio de color y que, así mismo, produce el calor. Estas partículas son utilizadas luego durante el recorrido de la sangre por el cuerpo, lo que permite explicar el funcionamiento de los músculos. A medida que estos órganos las utilizan, desaparecen (lo que explica su ausencia en las venas), y se precisa un nuevo tránsito por los pulmones para que la sangre pueda reabastecerse. Este último punto de vista recaba mayor atención y se mantiene hasta finales del siglo XVIII. Porque, bruscamente, el tema parece perder interés; ¡el número de publicaciones al respecto disminuye! ¿Se debe a que este nivel de explicación es suficiente? ¿Es porque no se puede completar?; de hecho, los químicos ya no aportan ideas nuevas, ni sobre las partículas nitrosas, ni sobre los fermentos. En realidad, durante un siglo recibirá ataques por todos los flancos, sin llegar a ser sustituido por otra formulación mejor. Van Helmont desarrolla una teoría de la fermentación que da cuenta de todos los fenómenos vitales. Véase HELMONT, Orthus medicinae. 1652. 83 SVLVIUS: Flamma vitalis. 1660. 84 WILLlS: De Fermentatione, 1656. 85 HOOKE: Micrographia. 1665. En realidad, no es una idea nueva: a partir de Paracelso, estas partículas nitrosas cobran gran importancia, y se les atribuye infinidad de propiedades. 82

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No se enuncia ningún modelo satisfactorio, vuelven a reformularse antiguas ideas y aparece un conjunto de marcos de referencia nuevos que tratan de establecer una conexión entre los elementos siguientes: los pulmones, el corazón, el aire, el calor y la sangre. Este paso se apoya, sobre todo, en las nuevas ideas admitidas por la comunidad científica: • • •

el mecanismo de Descartes, que tiende a sustituir las fuerzas ocultas o mal definidas por una investigación de las causas; la particular concepción de Gassendi, que facilita el desarrollo de la química; la circulación sanguínea, que crea un nuevo esquema de circulación de los fluidos en el organismo.

Así pues, se exponen o replantean ideas originales al amparo de estos nuevos puntos de vista: cambio de color de la sangre, función de los pulmones en la aireación, producción de calor por combustión, presencia de principios activos en el aire (llamados partículas nitrosas). Un esquema lineal de la evolución de las ideas podría llevar a pensar que todos los elementos están preparados para desembocar en las ideas actuales acerca del intercambio gaseoso y energético de la respiración. Desgraciadamente, como veremos, estos elementos no siempre aparecen vinculados entre sí; la mayoría, al menos, están relacionados de diferentes maneras con otros esquemas explicativos.86 Además, todos fueron muy contestados en el marco de los interrogantes y argumentos del siglo XVIII. De ahí que Haller (1769) dijera, en la introducción a su tratado sobre la respiración: «Me dedico desde hace algún tiempo a la estructura... y al funcionamiento de los pulmones... para mí el problema es insoluble.» Y un poco más adelante, concluye insistiendo en las lagunas existentes: «Hay un poco de mí en esta obra, pero en cuanto a los usos es del pironismo». Los cambios gaseosos y energéticos ¿ES EL AIRE SIMPLE O COMPUESTO? A finales del siglo XVIII, en especial con Mayow, hubo cierta tendencia a considerar el aire como un principio vivificante. Asimismo, se había constatado en varias Es interesante señalar que, aunque las teorías resulten ser falsas a posteriori, no siempre son restrictivas. Al contrario, suelen resultar interesantes, ya que permiten plantear cierta cuestión que quizá excluye otra aproximación. Así, el interés de las partículas de Gassendi o de las sustancias nitrosas de Mayow suscita la idea de un principio activo en el aire; asimismo, el interés despertado por las fermentaciones permite el acercamiento entre la combustión y la respiración. Y, a la inversa, una «buena» teoría no libera necesariamente un problema inmediato. Harvey mantiene el principio del calor interno alimentado por el encuentro de la sangre con el aire en movimiento, al tiempo que establece la circulación sanguínea.

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ocasiones (y los trabajos de Lower, por ejemplo, lo habían confirmado) que en los pulmones entra sangre oscura y sale de color rojo intenso. Por último, con Malphigi se había observado el contacto interno del aire con la sangre en los alvéolos pulmonares. Y a pesar de la oposición de algunos autores, entre ellos Boehaave, para quien el aire no podría entrar en contacto con la sangre so pena de una embolia, resurgió la idea, en particular con Boyle, Hales, Black y Priestley, del paso a la sangre no del aire en su conjunto, sino de alguna cosa existente en él. Pero entonces se les plantean varias cuestiones a los investigadores, que en términos actuales pueden traducirse como sigue: ¿Cómo poner en evidencia a un elemento (o partícula) activo en el aire? ¿Es el aire, por tanto, algo compuesto? ¿Existe alguna relación entre el cambio de color de la sangre y tal sustancia? ¿Qué elemento pasa del aire a la sangre o, al contrario, de qué partes se libera ésta? Estas cuestiones son hoy día evidentes. Sin embargo, hasta el siglo XVII resulta difícil plantearlas, pues el aire era uno de los cuatro elementos esenciales de la materia, y, como tal, sólo podía ser un cuerpo simple. He ahí por qué la cuestión de su descomposición en partes no podía caber en la mente de los investigadores, al menos hasta Van Helmont, que parece ser el primero en proponer el término de gas. Sin embargo, tampoco con él se produce el gran salto ... no buscaba disociar el aire, sino distinguir entre las diferentes clases de aire; define los vientos, los vapores o las exhalaciones según su origen y, por ejemplo, llama aire silvestre a un gas más denso que el aire que se desprendía de las cervecerías.87 Unos años después, Priestley observa que una planta dentro de una campana puede liberar un aire que mantiene encendida una vela, y llama a este aire, aire desflogisticado. También observa que este aire desflogisticado es más «adecuado» que el aire común para mantener la respiración, pues los animales que lo respiran conservan durante mucho más tiempo la actividad. En el curso de sus trabajos sobre las diferentes clases de aire, Priestley lleva a cabo, además, diversos experimentos relativos al cambio de color de la sangre en los distintos aires y demuestra que se vuelve oscura (como la sangre venosa) al contacto con el aire silvestre (llamado también aire fijo),88 y rojo bermejo en presencia del aire desflogisticado.89 Ahora bien, la sangre que entra en los pulmones es negra y la que sale es de color rojo bermejo; de ahí que Priestley se pregunte por qué medios «contribuye el aire a conservar la vida y por qué este mismo aire respirado muchas veces no puede (entonces) cumplir su cometido». Los vapores proceden de los líquidos y las exhalaciones de los sólidos. Ambos se diferencian del aire en que este último tiene una propiedad fundamental: es «elástico». El aire común recibe también el nombre de aire elástico, y cuando es utilizado en la respiración «pierde su elasticidad». 88 Dióxido de carbono. 89 Priestley: Experiments and Observations on Different Kinds of Air (6 vols., 1774-1786). 87

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Concluye que la sangre absorbe en el cuerpo el flogisto introducido por la alimentación. Su modelo queda así establecido, y es coherente al menos en relación a su sistema de pensamiento: la sangre llega a los pulmones cargada de flogisto y sale desflogisticada. La expiración, en tal caso, elimina el exceso de flogisto; la respiración flogistiza el aire y lo hace irrespirable, al tiempo que produce aire fijo. Pero, antes de seguir adelante, y para comprender mejor este trabajo, hay que decir unas palabras sobre una teoría, hoy abandonada y por ende olvidada, que formulara Stahl y que conoció un gran éxito durante el siglo XVIII: la teoría del flogisto.

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El flogisto es un concepto introducido para explicar las reacciones químicas. La teoría del flogisto se puede formular como sigue: • metal ® cal (óxido) + flogisto, al contrario que la teoría moderna que dice: • metal + oxígeno ® óxido En esta teoría, la cal es un elemento simple, y el metal una caliza combinada con un principio esencial, llamado flogisto, capaz de mantener la combustión. Luego, la cal es un metal que ha perdido su flogisto, y es tanto más indisoluble por el fuego cuanto más flogisto ha perdido. Por otra parte, es evidente que la cal que sale de la tierra (uno de los cuatro elementos) sólo puede ser un elemento simple, igual que ocurre con el agua y el aire. Este modelo (que nos sorprende, pues contradice nuestra concepción de las cosas) funcionó bien en su momento por su sencillez y porque permite explicar numerosos fenómenos, entre ellos la respiración. Gracias a esta teoría, Priestley puede reducir el fenómeno respiratorio a intercambios gaseosos; más exactamente, a un intercambio de partes del aire (gas) entre la sangre y el exterior, interpretado por la química de la época.90 Así pues, Priestley, Boyle, Hales y Black son los primeros en darse cuenta de que la respiración ejerce «una acción evidente sobre el aire de la atmósfera, que disminuye de volumen, que cambia de naturaleza y que en un intervalo de tiempo bastante breve, el fluido que sirve para esta función pierde la propiedad de mantener la vida de los animales».91 Paralelamente a estos trabajos y sin que ello tenga forzosamente incidencia sobre sus autores en lo que se refiere a las ideas sobre la respiración, se producen cambios en la química que llevan a una refutación de la teoría del flogisto y, como consecuencia, a proponer una modificación de los conceptos de la respiración. Ya Boyle ha demostrado que, durante la calcinación de los metales y su transformación en cales, los metales aumentan de peso, contrariamente a las primeras previsiones de los partidarios del flogisto. Sin embargo, esto no basta para desmontar la idea del flogisto; la teoría se adapta proponiendo un peso negativo para este último.92 El modelo del flogisto sólo le permitió ver un aspecto del fenómeno: un principio que salía del cuerpo. No sospechó la entrada del oxígeno porque no lo necesitaba para su modelo. Sin embargo, en cierta manera, fue Priestley quien puso en evidencia la existencia de este gas en su experimento de la planta y la campana, aun cuando no podía establecer la relación. Por otra parte, su modelo permite, además, englobar en una misma idea dos gases hoy diferenciados: el nitrógeno obtenido a partir de la acción de los metales sobre el aire, y el nitrógeno más el gas carbónico del aire expirado. 91 Seguin y Lavoisier: Premier mémoire sur la respiration des animaux, Academia de Ciencias, 1789, p.185. 92 Esta modificación no tiene nada de extraña: en esta época siempre se habla de fluidos a propósito de cualquier experimento que produzca reacciones sorprendentes: electricidad, magnetismo, luz. 90

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LAVOISIER, SEGUIN, LAPLACE Y DEMÁS... En su memoria de 1777, Lavoisier relata un conjunto de experimentos que refutan a un tiempo el modelo del flogisto y la teoría de la respiración de Priestley, y propone en su lugar otro modelo explicativo.93 Priestley, en un escrito que publicó el año pasado en Londres. ha hecho retroceder considerablemente los límites de nuestros conocimientos y ha querido demostrar, mediante experimentos muy ingeniosos, muy escrupulosos y muy novedosos, que la respiración de los animales tiene la propiedad de flogisticar el aire, como la calcinación de los metales y otros varios procedimientos químicos, y que no deja de ser respirable hasta el momento en que se sobrecarga. y en cierta medida se satura, de flogisto. Por verosímil que pueda parecer a simple vista, la teoría de este célebre físico, por numerosos y bien realizados que sean los experimentos en que se apoya, confieso que la encuentro en contradicción con un número tan elevado de fenómenos que me considero en el deber de ponerla en tela de juicio; en consecuencia, he trabajado en otro plano, y mis experimentos me han conducido inevitablemente a conclusiones del todo opuestas a las suyas. No vaya pararme, en este momento, a criticar uno por uno los experimentos de Priestley, ni a hacer ver cómo todos ellos apoyan la idea que vaya desarrollar en esta memoria; me conformaré con recordar aquellos que me son propios, y daré cuenta de su resultado. He encerrado en un aparato apropiado -del cual sería difícil dar una idea sin la ayuda de un dibujo-, 50 pulgadas cúbicas de aire común; en este aparato he introducido 4 onzas de mercurio muy puro y he procedido a su calcinación, manteniéndolo durante 12 días a un grado de calor casi igual al que se necesita para llevarlo a ebullición. Durante el primer día no pasó nada digno de mención; aunque el mercurio no hervía, estaba en un estado de evaporación continuo; las paredes de los vasos se llenaron de gotitas, al principio muy finas, que poco a poco iban en aumento y. una vez alcanzado cierto volumen, caían por sí solas al fondo del recipiente. El segundo día empecé a ver que en la superficie del mercurio nadaban una pequeñas partículas rojas, partículas que unos días después aumentaban tanto en número como en volumen; por último, al cabo de doce días, una vez apagado el fuego y enfriados los recipientes, observé que el aire que contenían había disminuido de 8 a 9 pulgadas cúbicas, es decir, alrededor de un sexto de su volumen; al mismo tiempo, se formó una proporción bastante considerable, que he calculado en unos 45 gramos, de mercurio precipitado per se, es decir, cal de mercurio. Este aire, así disminuido, no precipitaba en absoluto el agua de cal; pero apagaba las velas, producía en poco tiempo la muerte de los animales que se introdujeron en él, apenas desprendía vapores rojos con el aire nitroso, éste no lo disminuía sensiblemente, en una palabra, estaba en un estado Especialmente, la discusión gira en tomo a si dichos fluidos carecen de peso, o poseen masa positiva o negativa. 93 LAVOISIER: Expériences sur la respiration Mem. Acad. Cienc., París, 1777.

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absolutamente mefítico. Se sabe, por las experiencias de Priestley y por las mías, que el mercurio precipitado per se no es otra cosa que una combinación de mercurio con alrededor de un doceavo de su peso de un aire mucho mejor y mucho más respirable, si se permite la expresión, que el aire común; así pues, parece probado que, en el experimento anterior, el mercurio, al calcinarse, absorbió la mejor parte, la más respirable, para sólo dejar la parte mefítica o no respirable; el experimento siguiente me ha confirmado aún más esta verdad.

Realizó el experimento contrario; al reducir la cal de mercurio (óxido de mercurio), Lavoisier pudo extraer el aire respirable que se combinaba con el mercurio. Añadido al aire mefítico obtenido tras la calcinación, pudo así reconstruir un aire común, con todas las propiedades del aire habitual. Por consiguiente, estos experimentos establecen que el aire atmosférico está formado: por un quinto de aire eminentemente respirable (oxígeno) y por cuatro quintos de una mofeta (ázoe) incapaz de permitir la respiración de los animales. Completa el trabajo con un segundo experimento, esta vez con un ser vivo. He puesto un gorrión dentro de una campana de vidrio llena de aire común y sumergida en un cuenco lleno de mercurio; la parte vacía de la campana era de 31 pulgadas cúbicas: al principio el animal no parecía afectado, estaba sólo un poco adormilado; transcurrido un cuarto de hora, comenzó a agitarse, su respiración se volvió rápida y costosa y, a partir de ese instante, los accidentes fueron en aumento; por último al cabo de 55 minutos, murió con una especie de movimientos convulsivos. A pesar del calor del animal, que en los primeros instantes necesariamente había dilatado el aire del interior de la campana, hubo una sensible disminución del volumen: esta disminución fue de casi un cuarentavo al final del primer cuarto de hora; pero, en vez de seguir en aumento, al cabo de una media hora había un poco menos, y después de muerto el animal, cuando el aire volvió a tener la temperatura del sitio donde se realizaba el experimento, se encontró una reducción a lo sumo de un sesentavo. Este aire, que había sido así respirado por el animal, se había convertido en algo muy diferente del aire de la atmósfera; precipitaba el agua de cal; apagaba las velas, no disminuía más por efecto del aire nitroso; introducido otro pájaro, sólo vivió unos instantes; es decir, era totalmente mefítico, y a este respecto, parecía bastante similar al que se había obtenido tras la calcinación del mercurio. No obstante, un examen más profundo me ha permitido ver dos diferencias muy notables entre ambos aires, quiero decir entre el proporcionado por la calcinación del mercurio y el del gorrión: primero, la disminución del volumen había sido mucho menor en este último que en el primero; y, en segundo lugar, el aire de la respiración precipitaba el agua de cal, mientras que el aire de la calcinación no producía alteración alguna.

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Así pues, la comparación entre el aire obtenido por calcinación y el de la respiración demuestra que el primero disminuye de volumen al perder su oxígeno, mientras que el segundo apenas cambia de volumen, pues se ha enriquecido en gas carbónico.94 Para regenerar el aire que la respiración ha viciado, propone hacer de nuevo dos operaciones: extraer el ácido cretáceo aeriforme95 mediante un álcali cáustico, que a su vez provee un volumen igual de aire eminentemente respirable.96 De ahí, Lavoisier concluye que «la respiración, por una consecuencia necesaria, opera a la inversa que estos dos efectos»: sustrae oxígeno y vierte gas carbónico. No obstante, su investigación no le lleva a establecer la idea actual. Al contrario, continúa considerando dos interpretaciones: «o la porción de aire eminentemente respirable contenida en el aire de la atmósfera se convierte en ácido cretáceo aeriforme al pasar por el pulmón; o bien, se produce un cambio en esta víscera: por una parte, el aire eminentemente respirable es absorbido, y por otra, el pulmón restituye una porción de ácido cretáceo aeriforme, de volumen casi idéntico». En favor de la primera hipótesis, Lavoisier recuerda que en 1777 había demostrado «que el aire eminentemente respirable podía ser convertido, en su totalidad, en ácido cretáceo aeriforme mediante la adición de polvo de carbón». Por otro lado, en su opinión resulta plausible «que una porción de aire eminentemente respirable quede en el pulmón y que allí se combine con la sangre... », En cuanto al aire mefítico (el ázoe), que constituye las cuatro quintas partes del aire atmosférico, es «un medio puramente pasivo que entra en el pulmón y al poco tiempo vuelve a salir tal y como entró, es decir, sin cambio ni alteración de ninguna clase». En la respiración, como en la combustión, es el aire de la atmósfera el que proporciona el oxígeno y el calórico;97 pero, a fin de cuentas, en la respiración En 1757, Black ya había indicado, en su trabajo sobre el aire fijo, que éste se forma bajo la influencia de la respiración, por transformación, según él, de una parte del aire común. 95 En vez de aire fijo, prefiere utilizar este término para referirse al dióxido de carbono: «Ya hace tiempo que físicos y químicos sienten la necesidad de cambiar la denominación muy importante de aire fijo, aire fijado, aire fijable; en el primer volumen de mis Opúsculos físicos y químicos, he utilizado la expresión fluido elástico; pero esta denominación genérica, que se aplica a un tipo muy numeroso de sustancias, sólo era un comodín en espera de la denominación definitiva. Hoy, creo un deber imitar la conducta de los antiguos químicos; que designaban a cada sustancia con un nombre genérico explicativo de su naturaleza, e indicaban con una segunda denominación el material del cual solía extraerse: así es cómo se dio el nombre de ácido vitriólico al ácido que extraían del vitriolo; el nombre de ácido marino al obtenido de la sal marina, etc. Siguiendo estos mismos principios, he denominado ácido de creta, ácido cretácico, a la sustancia que hasta ahora venía recibiendo el nombre de airefijo o aire fijado, debido a que es de la creta y de las tierras calcáreas de donde más frecuentemente solemos obtener este ácido, y llamaré ácido cretácico aeriforme al que aparecerá en forma de aire». (LAVOISIER, ibid.) 96 El oxígeno, como se le denominará en el siglo XIX. 97 El calórico es un nuevo concepto introducido; se trata de un fluido característico del calor. 94

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es la sustancia misma del animal, es la sangre, la que proporciona el combustible: «si los animales no recuperaran, habitualmente mediante los alimentos, lo que pierden por la respiración, pronto faltaría aceite en la lámpara, y el animal perecería, igual que una lámpara se extingue por falta de sustento». En ese punto, para desarrollar el modelo, tras haber enlazado la nutrición y la respiración, Seguin y Lavoisier98 demuestran la importancia de la transpiración. Ésta es la que «facilita la liberación de cierta cantidad de calórico... y, en consecuencia, impide que el individuo, merced al continuo enfriamiento que produce, no alcance un grado de temperatura superior al mercado por la naturaleza». LA CUESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE CALOR A partir de 1780, paralelamente a los intercambios gaseosos, Lavoisier, en colaboración con Laplace99 se enfrenta al problema de la producción y la medición del calor. Para ello, pone a punto un equipo de calorimetría. Mide, concretamente mediante el hielo fundido, la cantidad de calor que se desprende por combustión y aplica esta técnica al estudio del calor animal. Una vez determinada la cantidad de calor producida por dos cobayos encerrados en su aparato, estos autores piensan que «se puede considerar que el calor desprendido durante la transformación del aire puro en aire fijo por la respiración, es la causa principal de la conservación del calor animal... La respiración es una combustión, bien es cierto que muy lenta,100 pero por lo demás perfectamente semejante a la del carbón»; «se produce en el interior de los pulmones, sin que se desprenda luz perceptible, porque la materia del fuego, una vez libre, es inmediatamente absorbida por la humedad de estos órganos», el calor desarrollado en esta combustión se comunica a la sangre que atraviesa los pulmones y de allí se extiende por todo el sistema animal: Así pues, el aire que respiramos tiene dos objetivos, igualmente necesarios para nuestra conservación: retira de la sangre la base de aire fijo cuya sobreabundancia sería muy perjudicial: y el calor que esta combinación libera en los pulmones repara la pérdida continua de calor que sufrimos debido a la atmósfera y a los objetos que nos rodean.

Posteriormente, siempre con Laplace, descubren que la cantidad de calórico es mayor que la que debería producirse según la cantidad de gas (ácido carbónico) que se forma en un tiempo equivalente por respiración, lo cual les lleva a plantear SEGUIN y LAVOISIER: Premier mémoire sur la respiration des animaux, Mem. Acad. Cienc., París, 13 de noviembre de 1789. Se sometió a sí mismo a experimentos que hoy día conocemos como determinación del metabolismo basal. 99 Lavoisier y LAPLACE: Mémoire sur la chaleur, Mem. Acad. Cienc., París, 1780. 100 Así mismo interesa señalar que estas aportaciones se hicieron a través de otra teoría considerada hoy superada, la teoría calórica: «El calor animal se mantiene por la porción de calórico que se desprende en el aumento de la conversión del aire vital (del aire atmosférico) en gas ácido carbónico, como ocurre en toda combustión de carbono». 98

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la hipótesis siguiente: la respiración «no se limita a una combustión de carbono, sino que ocasiona, además, la combustión de una parte del hidrógeno contenido en la sangre y, en consecuencia ... la respiración trae consigo no sólo la formación del gas ácido carbónico, sino también la formación de agua». Esta hipótesis se completa en un estudio con Seguin.101

En unos quince años, antes de llegar al cadalso (1794), Lavoisier y sus colegas hicieron avanzar considerablemente las ideas sobre la respiración.102 Por un lado, SEGUIN y LAVOISIER: Premier mémoire sur la transpiration des anirnaux. Mem. Acad. Cienc., París, 14 de abril de 1790. 102 Sin embargo, este modelo no apareció inmediatamente; en 1774, Lavoisier, de acuerdo todavía con las ideas de la época, atribuye el papel nocivo del gas carbónico al hecho de que este gas no «puede inflar los pulmones como el aire que respiramos debido a la facilidad con que es absorbido y disuelto por el agua». Igualmente, hasta 1783 sigue hablando de aire flogístico, para referirse al aire expirado, y defiende que sólo respiran los animales de sangre caliente. 101

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completa la idea de los intercambios gaseosos, si bien centrando la atención sobre la entrada de oxígeno (el aire eminentemente respirable), en detrimento de la salida deflogisto, idea que rechaza. Por otro, explica de forma causal la producción de calor con una idea nueva: la combustión lenta del carbono, pero igualmente del hidrógeno, para compensar las pérdidas.103 Así pues, Lavoisier, recogiendo cierto número de elementos antiguos y valiéndose de un modelo nuevo que corrobora mediante una serie de hechos, sienta los cimientos de la energética biológica, que formula de la manera siguiente: «la máquina animal está gobernada fundamentalmente por tres reguladores principales: la respiración, que consume hidrógeno y carbono y proporciona calórico; la transpiración, que aumenta o disminuye, según se necesite retirar más o menos calórico; y, por último, la digestión, que suministra a la sangre lo que pierde por la respiración y la transpiración». Pero, además de estas contribuciones fundamentales, hay que valorar aún otra más importante: Lavoisier, Laplace y Seguin proponen sustituir la idea de la respiración, a menudo interpretada en términos vitalistas, por una perspectiva determinista, interpretable mediante nociones fisicoquímicas.

Se alcanza así un nuevo nivel de formulación de la respiración todavía hoy aceptable en la enseñanza científica. Sólo pide que lo especifiquen, que lo afinen; se puede incluso sustituir el calórico por las nociones de termodinámica, sin que el modelo quede profundamente afectado. 103

LAPLACE y SEGUIN siguieron luego aportando otros elementos.

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Sin embargo, no se han resuelto todos los problemas; en particular, la localización de la combustión no tendrá una respuesta que convenza a la comunidad científica. Tras muchas vacilaciones, Lavoisier vuelve a la idea de que esta combustión tiene lugar en los pulmones, a pesar de los anteriores trabajos de Spallanzani sobre la respiración tisular, de los que hablaremos más adelante. ¿Se le ocurrió medir la temperatura de los pulmones, lo cual le hubiera podido convencer de que no podía producirse allí toda la combustión? Sea como fuere, no hemos encontrado ni rastro de publicación a este respecto. Si esto se confirma, ¿cómo puede explicarse semejante laguna? No obstante, este modelo no tuvo fácil acogida por parte de la sociedad científica, a pesar de los esfuerzos de Seguin104 por hacer los resultados aplicables al hombre y las diversas publicaciones que realizó tras la muerte de Lavoisier. Así, en 1853, A. Comte puede aún escribir: «La respiración, lejos de participar en la producción de calor animal, constituye una fuente constante y necesaria de enfriamiento».105 ¿Un lugar o varios para la respiración? ¿PUEDE LA SANGRE TRANSPORTAR AIRE? La cuestión de dónde se realiza la respiración se plantea en diferentes momentos; provoca controversias épicas que todavía están vigentes por ahí, si bien el consenso actual la sitúa en las membranas mitocondriales. En el transcurso de la pasada historia, hemos visto oscilar varias veces esta cuestión entre una localización precisa: los pulmones o el corazón; y una situación más difusa: el conjunto del organismo. Para Seguin y Lavoisier, la respiración se sitúa en los pulmones, donde una combustión produce el calórico. Accidentalmente, añaden que el oxígeno se combina con la sangre para dar la sangre roja. No obstante, el aspecto esencial para ellos es la producción de calor a partir de un humor compuesto principalmente de hidrógeno y carbono provenientes de la alimentación. En el mismo instante en que la localización pulmonar, preconizada en los trabajos de los siglos XVII y XVIII, se confirma gracias a los trabajos de Lavoisier y de Seguin, les llega la réplica de parte de sus propios colegas de la Academia de las Ciencias de París. Lagrange, por ejemplo, declara que si todo el calor que «se distribuye por el organismo de un animal se produjera en los pulmones, la temperatura en ellos aumentaría necesariamente hasta el punto de que cabría temer por su destrucción... », y añade también que «si la temperatura del pulmón fuera tan 104 105

SEGUlN, M.: Annales de chimie, París, 1814. COMTE, A.: Philosophies premiéres, Curso de filosofía, lecciones I a 45, París, 1853.

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diferente de la de otras partes del animal, es sorprendente que nunca haya sido observada». Prefiere creer que el calor se produce en todas las partes del organismo por las que circula la sangre. Así pues, su esquema es el siguiente: la sangre pasa por los pulmones y disuelve el oxígeno, que transportan las arterias. Durante su transporte, el oxígeno pierde gradualmente su estado disuelto para combinarse parcialmente con el carbono. Es una opinión que, aunque con poco éxito, desarrolla todavía Focillon en 1857, en su Historia Natural: La respiración tiene como fin introducir en la sangre los principios gaseosos tomados de la atmósfera, y exhalar los gases impropios para la vida que han llegado a este líquido durante la nutrición. La primera condición para ello es poner en contacto la sangre con los elementos respirables de la atmósfera: la sangre es conducida bajo una de las membranas que puede bañar exteriormente el medio respirable, y allí, por endósmosis, a través del tejido membranoso, tiene lugar el intercambio de gas que constituye esencialmente el acto respiratorio. El principal cuerpo gaseoso que busca la sangre en los medios respirables es el oxígeno: y los animales disponen de él, bien libre y mezclado con nitrógeno en la atmósfera, bien disuelto con el último gas en el agua en que viven. La piel del animal puede, en muchas especies acuáticas, servir como órgano respiratorio: la sangre se extiende bajo esta membrana bañada por el agua cargada de aire, y puede llevarse a cabo la función. Pero cuando el organismo está más perfeccionado, la respiración se localiza en un punto determinado del cuerpo, ora en la superficie exterior, ora en una cavidad libremente abierta hacia fuera. Sea como fuere, siempre se ve a la sangre ponerse en contacto con el medio respirable bajo una delicada membrana a través de la cual se intercambian los principales gases.

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Así pues, su argumentación lleva a los puntos siguientes: Modificación de la composición de la sangre. Al estudio de las modificaciones que experimenta el aire tras su paso por los órganos respiratorios, conviene que le suceda un examen análogo concerniente a los cambios que han tenido lugar en la sangre. Se han llevado a cabo numerosas investigaciones con el fin de determinar las diferencias que pueden observarse entre la sangre roja y la negra en los animales superiores. La primera y más notoria es la del color; no insisto en ella, pues es de sobra conocida. Pero debo añadir que 1. La sangre roja está más caliente que la negra; Davy estima la diferencia en cerca de 1,3° 2. El suero es un poco menos abundante que en la sangre negra. 3. La sangre roja contiene mayor cantidad de oxígeno que la sangre negra. 4. La sangre negra transporta un exceso de ácido carbónico en relación a la cantidad de oxígeno que contiene. Estos dos hechos se desprenden de los bonitos experimentos llevados a cabo por el señor Magnus de Berlín; he aquí los resultados de las evaluaciones que ha obtenido experimentando con caballos. Cantidades comparativas de gas extraídas de 100 centímetros cúbicos de sangre roja o de sangre negra

Sangre roja Sangre negra

Acido carbónico 6.49 5,50

Oxígeno

Nitrógeno

2.42 1,17

1,51 1,01

Suma de los tres gases 10,42 7,68

Como puede verse, la sangre contiene siempre mucho más ácido carbónico que oxígeno; la sangre roja lleva una mayor masa de gas que la negra, pero suministra más del doble del oxígeno, de manera que, en proporción, la sangre roja posee más oxígeno y algo menos de ácido carbónico que la negra. Bien es cierto que en los experimentos del señor Magnus no se extrae todo el ácido carbónico; hay motivos para pensar que, en la sangre venosa, al menos 1/5 parte de su volumen es ácido carbónico. Así pues, Magnus apenas habría obtenido la cuarta parte de la cantidad real. En resumen, puede afirmarse que, durante la respiración, la sangre incrementa las cantidades de gas que lleva en disolución, y que este incremento se refiere sobre todo al oxígeno, que aumenta en la proporción de 1 a 2, mientras que para el ácido carbónico la proporción sólo es de 5 a 6 y para el nitrógeno de 2 a 3. Pero el hecho más importante que se deduce de estos experimentos es que el ácido carbónico existe en la sangre completamente formado. Este hecho ha cambiado las ideas que se tenían en cierta época sobre la naturaleza de los fenómenos respiratorios.

Desde las investigaciones de Lagrange (1795) hasta las de Focillon (1857), gran 114

número de trabajos sugieren que la respiración no se limita sólo a los pulmones, que los animales sin pulmones... e incluso los tejidos respiran. Asimismo, De Saussure, volviendo a un trabajo de lngen Housz y Sénébier, demuestra que las plantas absorben oxígeno y desprenden gas carbónico en la oscuridad. A pesar de tales evidencias, la idea de que la respiración es un asunto exclusivo de los pulmones de los animales seguirá vigente aún durante muchos años. Con la perspectiva que da el tiempo, se pueden poner de manifiesto los numerosos obstáculos que impedían que esta idea cuajara; concretamente era un problema el transporte del oxígeno en la sangre. La disolución, el único fenómeno establecido, sólo podía dar cuenta de una cantidad de gas a todas luces insuficiente en relación a las necesidades previstas. Así pues, como consecuencia de las objeciones de Lagrange y durante al menos 60 años, se sucederá una serie ininterrumpida de investigaciones que trataban de demostrar la existencia de cantidades importantes de gas en la sangre (Mitscherlich, Tiedernann, Guelin, Magnus). Por ejemplo, mediante una bomba de vacío, Magnus estableció la presencia en la sangre de nitrógeno, oxígeno y gas carbónico. Su conclusión confirma el trabajo de Lagrange: «es probable que el oxígeno se absorba en los pulmones y sea transportado por la sangre al resto del cuerpo; facilita así, en los capilares, una oxigenación y, sin duda alguna, la formación de ácido carbónico».106 Pronto recibe las críticas de Gay Lussac y de Magendie, entre otros. Por esa misma época, observa que la sangre completa transporta más oxígeno que el suero; sin embargo, no manifiesta interés por los glóbulos rojos. Liebig es uno de los primeros en sugerir la idea de los glóbulos rojos, al mismo tiempo que la de la posible intervención de un compuesto ferroso rojo. En la primera edición de Animal chimestry (1842), ya apunta que «los corpúsculos de la sangre contienen un compuesto de hierro», y añade que «la presencia constante de este elemento en la sangre roja lleva a la conclusión de que es esencial para la vida animal, y dado que los fisiólogos han demostrado que no interviene en la alimentación, puede afirmarse sin duda alguna que desempeña una función en la respiración. Este compuesto de hierro de la sangre debe ser un compuesto oxidado, pues lo descompone el sulfito de hidrógeno, como ocurre con los óxidos o los compuestos de hierro similares». Además, Liebig completa su estudio insistiendo en «la tendencia de los compuestos de hierro a captar el oxígeno o a perderlo en función de los cuerpos puestos en contacto», y precisando que el hierro está presente, combinado con 106

MAGNUS: Ueber die im Blute enthaltenen Gaze. 1837.

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los constituyentes del organismo. Y concluye con el hecho de que «los corpúsculos de la sangre arterial contienen un compuesto de hierro que se satura de oxígeno... (que lo pierde) cuando pasa a través de los capilares ... y el compuesto rico en oxígeno se transforma, al perder el oxígeno, en un compuesto pobre en oxígeno». La continuación de la historia de este tema será larga y delicada, los investigadores tropezarán con una serie de dificultades a nivel químico, bioquímico, estereoquímico y termodinámico. Con el modelo de las transiciones alostéricas de Monod, Wyman y Changeux,107 la solución actual sigue siendo muy controvertida. LA RESPIRACIÓN DE LOS TEJIDOS En cuanto a la localización de la respiración, será P. Bert, hacia 1870, quien encare el problema de forma significativa.108 Ciertamente, Spallanzani había avanzado mucho en esta dirección a finales del siglo XVIII, pero pocos la siguieron y sus trabajos eran prácticamente desconocidos. Sin embargo, su experimentación es interesante, como lo muestra el siguiente texto,109 aunque por entonces el debate seguía otros derroteros. Quería saber si la carne y la piel del ser humano tendrían alguna influencia en el aire. Con este fin, tomé trocitos de piel y carne de un cadáver reciente, los coloqué en tubos con 29,71 centímetros cúbicos, o 1 pulgada 1/2 cúbicas, de aire común cerrado con mercurio; los mantuve en mi horno a la temperatura de 13° a 20° durante 41 horas. La piel absorbió todo el gas oxígeno, y produjo 4° de ácido carbónico. La carne absorbió 17° 1/2 de gas oxígeno y produjo 4° 1/2 de ácido carbónico; pero el trozo de carne no ofrecía al aire una superficie tan grande como la piel. Otro trozo de esta carne metido en el gas oxígeno y en las mismas circunstancias absorbió 49° de este gas. Paralelamente, varié este experimento, repitiéndolo a la temperatura de 7° durante el mismo tiempo y en aire común; cada trozo de esta piel y de esta carne pesaba 15,33 gramos o 289 granos, como los anteriores. El trozo de carne absorbió 17° de gas oxígeno y produjo 3° de ácido carbónico. El trozo de piel absorbió 14° 1/2 de gas oxígeno y produjo 4° 1/2 de ácido carbónico. Así pues, de estos experimentos resulta que la carne y la piel humanas absorben el gas oxígeno de la atmósfera; que la diferencia de temperatura influye en dicha absorción, como en los demás animales; y que la absorción de este gas es mayor en el gas oxígeno que en el aire común. Este punto es por sí solo toda una historia a reconsiderar; los trabajos de TEICHMANN (1852), HOPPE SEYLER (1854), PAULING (1934), Hsunowrrz (1935), ROUGHTON y WYMAN requieren análisis aparte. 108 BERT, P.: Lecons sur la Physiologie comparée de la respiration, París, J. B. Bailliére, 1870. 109 SPALLANZANI: Mémoire sur la respiration, trad. franc., 1803. 107

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Spallanzani hizo distintas observaciones en otras condiciones y con otros tejidos antes de concluir: Así, de estos experimentos resulta que: 1. La piel y la carne del ser humano absorben el gas oxígeno y producen el ácido carbónico: el calor aumenta estos efectos. 2. La piel absorbe más gas oxígeno que la carne, pero menos que una rana. 3. Existe tanto ácido carbónico producido por la piel y la carne en el aire común como en el gas hidrógeno; ambas absorben el gas hidrógeno. 4. El cabello absorbe el gas oxígeno y produce ácido carbónico y nitrógeno.

P. Bert recupera estos trabajos, los cita con sumo detalle y se refiere asimismo a otros estudios no muy convincentes de Bernard, Liebig, Matteuci y Valentin, antes de proponer la metodología siguiente: Siempre operamos sobre animales recién muertos, cuyos tejidos son separados del cuerpo con la mayor rapidez posible. Estos animales son sacrificados mediante hemorragia. No es que nos preocupe mucho la influencia de la sangre retenida en los tejidos sobre la intensidad de los intercambios gaseosos: Spallanzani y, mucho después. G. Liebig, han demostrado que tiene poca influencia; sin embargo, es importante emplear siempre el mismo tipo de muerto. Los tejidos, una vez separados del cuerpo, se cortan en trocitos que miden alrededor de un centímetro cúbico. Estos fragmentos se disponen luego en varias capas, sobre rejillas de cobre, y dentro de probetas invertidas sobre mercurio. La finalidad de estos preparativos es conseguir que las superficies que han de entrar en contacto con el aire sean lo más iguales posibles, y que éste circule fácilmente en torno a los fragmentos de tejido que, sin las rejillas de sostén, se hundirían de forma irregular. En efecto, es evidente que la absorción de oxígeno y la emisión de ácido carbónico deben producirse en la superficie de los fragmentos, y que cuanto más extensa sea ésta mayor será la intensidad de los fenómenos de intercambio. Las numerosas mediciones realizadas sobre diferentes tejidos con la ayuda del utillaje correspondiente, confirman la existencia de tal respiración, cuyo mecanismo se precisa. Ejemplo 1: Se sacrifica un híbrido de chacal y perro mediante hemorragia; acto seguido se le sacan los tejidos indicados, se cortan en trozos y se disponen, como ya se ha dicho antes, en probetas cuya capacidad es proporcional al peso de los tejidos empleados; la relación es de 50 gramos por 180 centímetros cúbicos. La temperatura es de 10 grados; por la noche, ha debido bajar hasta casi los O grados; 24 horas después de iniciado el experimento, ésta es aún de 10 grados; se procede al análisis del gas y se observa que:

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cc 100 g de músculos absorben 100 g de cerebro 100 g de riñones 100 g de bazo 100 g de testículo 100 g de hueso roto, con su médula

de oxíg. y emiten

50,8 45,8 87.0 27,3 18,3 17,2

cc 56,8 de ác. carb. 42,8 15.6 15,4 27,5 8.1

La jerarquía descendiente que establece este ejemplo en cuanto a la intensidad de absorción del oxígeno por los diversos tejidos, siempre es la misma, sea cual sea la duración del experimento; pero el valor de las diferencias experimenta grandes variaciones. Ejemplo 2: Perro. Los tejidos han estado expuesto al aire durante dos horas: la temperatura era de 17 grados. cc 100 g de músculos absorben 100 g de riñones 100 g de bazo 100 g de hueso roto, con su médula

de oxíg. y emiten

53,0 21,8 13,9 10,6

39,8 de ác. carb 34,2 26,6 12,6

Ejemplo 3: Perro. Análisis realizados después de veintidós horas exposición; la temperatura ha oscilado en torno a los 10 grados. cc 60 g de corazón absorben 60 g de hígado

21,60 9,4

de oxíg. y emiten

cc 24,40 de CO2 12,7

El corazón se comporta casi igual que los músculos, y a veces da incluso un consumo mayor de oxígeno. 10 cual no puede relacionarse con la sangre que queda adherida a sus fragmentos, pues el bazo, que sin duda tiene más, ocupa en nuestra lista un puesto inferior. Cabe subrayar también que la jerarquía referente a la emisión de ácido carbónico no se corresponde con la de la absorción del oxígeno, y que para un mismo tejido, no parece haber relación alguna entre estas dos fases del intercambio gaseoso: más adelante volveremos a considerar las consecuencias de este hecho tan general. Me parece inútil multiplicar las citas que, salvo diferencias de detalle, no serían más que una repetición.

Es inútil añadir nada más, sobre todo cuando parece existir consenso acerca de la existencia de una respiración tisular.

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La energética respiratoria LOS FERMENTOS El problema de la combustión ha sido otro obstáculo importante, pues, ¿cómo podía acontecer semejante combustión lentamente, sin emisión de luz y sin destruir los tejidos? Por otra parte, ¿podría establecerse una analogía entre combustión y respiración... o entre oxigenación, combustión y respiración? El camino 10 abre Lavoisier cuando sostiene a partir de 1777, que «la respiración es una combustión lenta de una porción de carbono que contiene la sangre, y que el calor animal lo mantiene una porción de calórico que se desprende cuando el aire vital de la atmósfera se convierte en gas carbónico, como ocurre en toda combustión del carbono».110 Estas memorias, que revitalizan la problemática, serán el punto de partida de un conjunto de discusiones sobre el tema de la energética, que se prolongarán a lo largo del siglo XIX, al tiempo que se consideran el emplazamiento de esta combustión y sus modalidades. Cada cual por turno -Allen y Peppys (1808), Dulong (1823), Desprezt (1824), por citar sólo los principales-, evalúa la relación entre el oxígeno entrante y el gas carbónico saliente para conjeturar luego sobre los elementos de esta combustión. Berzelius (1840) y, sobre todo, Liebig111 (1842) buscan los componentes de la sangre que pueden intervenir en ella. Se demuestra la existencia de las proteínas de la sangre, llamadas a la sazón proteínas vitales. Hay que señalar que las técnicas empleadas no podían detectar ningún azúcar en la sangre arterial, y los lípidos eran considerados sustancias demasiado desorganizadas como para ser útiles.112 Además, de 1820 a 1850, gracias al desarrollo de la termodinámica,113 se llevan a cabo nuevas medidas de producción de calor. Liebig, en particular, vuelve a la ley de la adición del calor para sentar las bases de lo que, con el tiempo, será el estudio del metabolismo. Sin embargo, obtener datos calorimétricos precisos no es fácil; las fuentes de error son aún numerosas y de difícil identificación. Los resultados conseguidos por Liebig son demasiado aproximados y a menudo inexactos para convencer. Lo cierto es que Helmholtz, a pesar de ser un ferviente protagonista de la nueva termodinámica, seguía preguntándose si podía establecerse una igualdad entre el Trabajos que reanuda con LAPLACE y SEGUIN (véase más arriba). LIEBIG, J. VON: Die Thierchemie oder die organische Chemie in ihrer Auwendung auf Physiologie und Pathologie, 1842. 112 Otro argumento que corrobora esta idea es que, en los herbívoros, ¡las proteínas vegetales pasan por la sangre sin cambios! 113 La calorimetría se estableció a raíz de los trabajos de Watt sobre la máquina de vapor (en particular por Laplace y Lavoisier), y culmina con la ley de la adición de calor (Hess, 1840) y la introducción de una unidad, la caloría (Favre, 1853). 110 111

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calor de combustión de una sustancia y la suma de los calores de combustión del carbono y el hidrógeno que la componen. Así pues, hubo que esperar hasta las postrimerías del siglo XIX, con el desarrollo de la segunda ley de la termodinámica y los conceptos de entropía, entalpía (Clausius, Kelvin, 1850-1852), de la termodinámica aplicada a la química (Gibbs, Helmholtz, 1847) y de la calorimetría, especialmente con oxígeno (Thomson, 1875; Berthelot, 1881; Rubner, 1894). Berthelot, en particular, propone medir la producción de calor considerando la relación entre el carbono y el hidrógeno intercambiados durante la respiración, y determinar el calor de combustión de las proteínas y de los lípidos del perro y de los constituyentes orgánicos de la orina. Descubre entonces lo que hoy parece normal pero que tanto costó establecer: que el calor producido por un animal es igual al calor de combustión de los elementos.114 Una vez resuelto este problema, surge una multitud de otros nuevos, vinculados al estudio de las reacciones químicas de la respiración. Se empieza apenas a barruntar la serie de reacciones concernientes a la oxigenación, o la importancia de las proteínas vitales como catalizadores de los fenómenos respiratorios. El punto de arranque de esta idea, que evidentemente ha pasado a la posteridad, es el estudio, ya antiguo, de las fermentaciones. En efecto, se puso de manifiesto que estas reacciones producen igualmente energía, y Traube se apresuró a generalizar esta teoría a todas las reacciones catalizadas por fermentos. Sin embargo, esta idea no convenció más a sus contemporáneos que su teoría sobre el ozono. Verdad es que, por la época en que Traube desarrolla su teoría química de las fermentaciones, Pasteur obtenía un gran éxito con su idea de los microorganismos. Y, por entonces, ambas teorías resultaban completamente incompatibles. DE LOS CATALIZADORES A LOS TRANSPORTADORES DE ELECTRONES La cuestión de una eventual intervención de los fermentos no volverá a surgir hasta 1890, cuando Englet y Bach (1897), Baeyer y Villiger (1900) corroboran experimentalmente la existencia de reacciones químicas catalizadas. Éste será el punto de partida de interesantes investigaciones, pues, entre tanto, A. Jacquet (1890) había desplazado el problema al demostrar que los extractos acuosos de los tejidos animales contenían «catalizadores» para la oxidación de ciertas sustancias (por ejemplo, el alcohol bencénico o el salicilaldehído).

Para llevar las reflexiones a un determinismo estrictamente fisicoquímico, había que superar, en particular, el evidente obstáculo del vitalismo. En el estricto aspecto conceptual, había que introducir, además, ideas hoy comunes, pero desgraciadamente desconocidas por entonces, como son las de reacción endotérmica, reacción exotérmica y energía libre.

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Esta idea de catálisis mediante un fermento permite volver a la hipótesis expresada por Dumas (1840): «puede entenderse la combustión como una reacción por etapas». Así, Hoppe-Seyler115 puede escribir que «en el protoplasma, las síntesis y las catálisis se desarrollan siguiendo una serie de etapas intermedias». Sin embargo, añade que no se trata siempre del mismo tipo de reacción química, sino más bien de «una serie de reacciones», y poco después concibe una secuencia de reacciones químicas aisladas y una dirección definida de producción, lo cual constituye una organización química... que puede dar cuenta de su velocidad y, sin duda alguna, de sus funciones. En 1875 era evidente que el proceso de combustión ya no podía compararse, como lo hicieran Laplace y Lavoisier, con una «cocción de cuerpos carbonosos en un horno». Pero las explicaciones sobre esta combustión lenta, realizadas a una temperatura compatible con la vida, carecían de credibilidad. Desde mediados de siglo, se habían avanzado cierto número de analogías, pero sin convencer. Liebig había sugerido una oxidación lenta a causa de los movimientos acelerados de las moléculas en la sangre. Meyer proponía una oxidación favorecida, a la vez que frenada, por los capilares porosos, al modo como el platino facilita la oxidación de los compuestos orgánicos (trabajos de Davy y de Dobereiner), Bence-Jones pensaba en el papel de las membranas en esta oxidación, y Lehman sugirió un papel importante de las bases. Otros autores destacaban la importancia de estructuras biológicas particulares para activar la oxigenación y, al mismo tiempo, limitarla. Una de ellas fue la que Schonbein (1840) denominó ozono por su olor. Schmidt recoge esta idea en 1862 y desarrolla toda una teoría del ozono para explicar las oxidaciones respiratorias; y a W. Kuhne le sirve para precisar que «la oxihemoglobina contiene en realidad el oxígeno que produce la reacción ozónica, y es más oxidante que el oxígeno normal». Con todo, los argumentos experimentales son raros y poco convincentes. Pfluger116 los refutará y la teoría desaparecerá como por ensalmo al cabo de cierto tiempo ¡por falta de adeptos! En 1920 se abre una nueva etapa; ahora se describe a escala celular como una cadena de reacciones catalizadas que lleva a la producción de trabajo y calor, que precisa el oxígeno transportado por la hemoglobina y desprende gas carbónico. Sin embargo, se desconoce casi por completo la cadena de productos químicos que intervienen en esas reacciones. Sólo se presiente como una hipótesis explicativa por los datos que se tienen. Prácticamente se ignora la función del oxígeno a escala de reacción; se sabe que es necesario y se hace hincapié en las reacciones de deshidrogenación, que surgen por doquier. El punto de arranque de esta nueva hipótesis de trabajo parece ser el estudio de Schardinger (1902), quien, más concretamente, llamó la atención sobre la posibilidad de transferencia del átomo de 115 116

Por otra parte, Hoppe-Seyler introduce, en 1864, el término hemoglobina. PFLUGER: «Gasometrik des Blutes», Zentralb. id. medie. Wissiensch., 1866.

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hidrógeno, y la intervención de oxidantes como el azul de metileno, llamado por entonces aceptor de hidrógeno. Completan esta idea una serie de trabajos, el primero de los cuales, de J. Pamas (1910), presenta una aldehidomutasa, uno de los primeros catalizadores conocidos, capaz de transformar un aldehído en alcohol y ácido según la reacción: 2 R-CHO + H2O ® R-CH2OH + R-COOH Luego es Einbech (1913) quien describe una serie de transformaciones entre: el ácido succínico ® ácido fumárico ® ácido málico. Estos diversos trabajos llevan a Wieland a proponer una teoría de la deshidrogenación: «si los procesos oxidantes pueden considerarse como deshidrogenaciones, como se ha demostrado en numerosos casos, esto exige al mismo tiempo una reacción: el hidrógeno activado debe de ser captado por un aceptar». A pesar de estas deficiencias, tan patentes hoy día, sobre todo en la caracterización de las deshidrogenaciones, fueron muchos los investigadores que aceptaron esta teoría. Ésta llega incluso a englobar la idea de Warburg sobre la activación del oxígeno: «es necesaria la activación del oxígeno y del hidrógeno para la oxidación del ácido succínico... ». Flusch (1924) añade que, en las oxigenaciones celulares, «el oxígeno activo quema el hidrógeno activo...». Esto significa que el oxígeno no es el aceptar del hidrógeno; el aceptar biológico es el oxígeno activo del sistema de Warburg. El modelo queda establecido en sus líneas generales. Comprende: la existencia de una cadena de reacciones sucesivas, la presencia de catalizadores, indispensables y característicos de cada reacción, la deshidrogenación y el progresivo desprendimiento de energía que es recuperada por «sustancias ricas en energía». Sólo falta un trabajo de rutina para completar los detalles: serán los trabajos sobre la glicólisis, que culminaron en el célebre ciclo de Krebs (1949); serán los estudios aún en marcha sobre el transporte del hidrógeno, y luego de los electrones, con su séquito de aceptares sucesivos; serán los trabajos sobre las membranas mitocondriales y, en fin, el elemento fundamental del sistema: las fosforilaciones, con la aparición de macromoléculas ricas en energía como el ATP.117 El constante desplazamiento de las ideas Como acabamos de ver, la historia de este campo conceptual (pues aquí no se puede hablar de un concepto único, dada la diversidad de aspectos que abarca) no se caracteriza por el advenimiento sucesivo de una serie de nociones que se yuxtaponen progresivamente a una estructura de pensamiento inicial sino, al contrario, por un desplazamiento constante de las ideas que, sumadas unas a otras, conducen a una reconstrucción total del saber. Cada uno de los elementos necesitaría un estudio histórico particular, dado que se han expuesto y aceptado con dificultad.

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Para ilustrar esto, tomemos tres ejemplos característicos: 1. En los primeros textos de que disponemos, o en las leyendas transmitidas por la tradición, se entiende la respiración como el fenómeno más característico de la vida, o al menos el más claramente visible, con movimientos de ventilación bien específicos: la inspiración y la expiración. Por otra parte, estos movimientos ocupan un lugar capital, incluso antes de que se les asigne una función. En la actualidad, se considera la respiración como un fenómeno difícil de percibir, localizado en el interior de un orgánulo celular;118 la ventilación se ha convertido en un fenómeno secundario, particular de algunos tipos de animales. Además, la respiración ni siquiera es ya una función autónoma y central; en último extremo, se la puede considerar un subproducto de la nutrición, ya que el oxígeno, elemento que hoy día se supone pasivo -aquí hay también una inversión total-, a fin de cuentas no es sino el último receptor de electrones de la cinética de la nutrición que tiene lugar en el interior de las mitocondrias. 2. Asimismo, al principio la respiración sirve para refrescar el cuerpo. Por contra, hoy día sus mecanismos internos generan energía, sobre todo con la producción de ATP Y otras moléculas ricas en energía. Es, por lo demás, su principal característica, la que hace que sea importante para la práctica totalidad de los seres vivos. 3. La cuestión del emplazamiento es aún más significativa, pues las alteraciones son múltiples. Primero se concibe una respiración difundida por el organismo. Luego, progresivamente, la respiración se fue restringiendo a órganos particulares como los pulmones o el corazón. Pero la ciencia no se detiene aquí; a partir del siglo XVII se produce un desplazamiento constante hasta convertirla en un fenómeno extendido por el conjunto del cuerpo; de los pulmones, donde había sido localizada, pasa a convertirse en un fenómeno sanguíneo, luego tisular, para acabar siendo celular e infracelular. De hecho, se observa una serie ininterrumpida de pequeñas modificaciones que hecho el balance, acaban lo más frecuentemente, en una inversión total de las ideas. En cada paso las preguntas referentes a la respiración se abordan -y éste es uno de los motores esenciales de la evolución de las ideas- desde un ángulo distinto y se reformulan merced a un sistema explicativo particular del tema -con las aportaciones de otros componentes del conocimiento biológico o incluso fisicoquímico- en los aspectos anatomofisiológico, químico, energético (que, además, costará desarrollar) y después citobiológico.

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Hay una hipótesis nueva que considera a las mitocondrias ¡organismos simbiontes!

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Este aspecto es particularmente claro en lo que respecta a la aportación y desarrollo de las ideas de la termodinámica. Los primeros estudiosos importantes se apoyan en la metáfora inmediata de la combustión: «los elementos se queman lentamente»; luego, con la calorimetría, la analogía da un paso más («respiratorio = combustión = oxidación»), antes de llegar a las ideas actuales de «sistema abierto de entropía negativa»119 En este contexto, la aportación celular ha sido asimismo primordial: en un primer momento centra el estudio de la respiración en su escala, luego en el interior de uno de sus orgánulos, las mitocondrias; en una segunda etapa, ofrece un conjunto de claves para comprender su utilidad (necesidad de síntesis) y sus características (conjunto de reacciones sucesivas localizadas en membranas específicas y catalizadas por enzimas controladas genéticamente, etc.).120 Con el desarrollo de la teoría celular, se toma la célula como unidad básica de la respiración, y con el desarrollo de la microscopia electrónica, y más tardíamente de los marcadores radiactivos, se llegará al planteamiento de los interrogantes acerca de la función interna de las mitocondrias. Hoy día, el nuevo concepto de compartimiento parece recoger cierto número de estas aportaciones. OBRAS DE CONSULTA Aristóteles (384-322): Sobre las partes de los animales. Bernard, Claude (1813-1878): Lecons sur les effets des substances toxiques et medicamenteuses. París, 1857. Bert, Paul (1833-1886): Lecons sur la physiologie comparée de la respiration. París. 1870. Hales, Stephen (1677-1761): Statical Essays. Londres. 1733.2 vols. Haller, Albrecht von (1708-1777): Primae lineae physiologie, Gotinga, 1747. Harvey, William (1578-1657): Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus. Frankfurt, 1628. Hipócrates (460-377): Tratado sobre la enfermedad sagrada, (trad. CARLOS GARCÍA GUAL), Madrid, Gredos, 1983, pp. 387-421 (Tratados Hipocráticos, vol. 1). Hoppe-Seyler, Fellx (1825-1895): Recherches sur les proprietés optiques et chimiques de l'hémoglobine, 1864. ___Recherches sur les différences entre le spectre de l'oxyhémoglobine et de l'hémoglobine oxycarboneé, 1865. Primero, la analogía suele ser un motor para facilitar la comprensión de los mecanismos. Así, en este campo, se constata la analogía combustión-respiración, y luego la de combustión lentarespiración, combustión-respiración-oxidación, etc. 120 La dificultad de lograr un consenso, lejos de inhibir, es un segundo factor evolutivo. Favorece la marcha atrás, la confrontación, la búsqueda de nuevos argumentos. A corto plazo, puede parecer estéril, pues es ejemplo de querellas personales, pero a largo plazo es evidente que induce a la reformulación de viejas ideas, dentro de un marco de referencia, y a una problemática nueva, es decir, a la aparición de modelos nuevos. 119

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___Physiologische Chemie, Berlín, 1877-1881,4 partes. Lavoisier, Antaine Laurent (1743-1794): Expériences sur la respiration des animaux. 1777. _____(con SEGUIN): Mémoire sur la respiration des animaux, París. 1789. _____(con SEGUIN): Premiére mémoire sur la transpiration des animaux, 1790. Galeno (129-99): «Obra completa», en Medicorum graecorum opera quae exstant, edición de E. G. KÜHN, Leipzig 1821-1833. reprint en Olus. Hildesheirn, 1964-1986. Liebig, Justus von (1803-1873): Animal Chemistry, Londres, 1842. ____Ueber die Respiration der Muskeln, 1850. Magnus, Heinrich Gustav (1802-1870): Ueber die im Blute enthaltenen Gaze, 1827. Malpighi, Marcello (1628-1694): Duae Epistolae de Pulmonibus, Colonia, 1661. Mayow, John (1640-1679): Tractatus quinque médico-psycisi, Oxford, 1674. ____Opera omnia physico-medica, 1681. Priestley, Joseph (1733-1804): Experiments and Observations on different kinds of air, 3 vols., 1775-1777. Spallanzanl, LAZARO (1729-1799): Memorie su la respirazione, Milán, 1803. Vesalio, Andrés (1514-1564): De humani corporis fabrica, Basilea, 1543. PARA MÁS INFORMACIÓN Marcel, W. A.: A contribution 10 the history of the respiration of man Londres. S. y A. Churchill, 1897. Mendelsohn, E.: Heat and life: the development of the theory of animal heat, Cambridge, Miss Harvard, 1964. Grmek, M.: Raissonnement expérimental et recherches toxicologiques chez Claude Bernard. Droz, Ginebra, 1973. Risse, G. B.: Bellows. Particles and combustion: 17th Century respiratory physiology. Comunicación del coloquio de Ischia, 1984.

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LOS FUNDAMENTOS QUÍMICOS DE LA VIDA: EL DESARROLLO DE LA BIOQUÍMICA EN EL SIGLO XX Gardland Allen*

DEMÁS DE LA GENÉTICA Y LA EVOLUCIÓN, LOS CAMPOS MÁS revolucionarios de la biología han sido la bioquímica y la biología molecular. Constituidos por el estudió de los procesos biológicos al nivel químico (y molecular), estos dos campos representan la culminación del sueño de Jacques Loeb y otros mecanicistas a fines del siglo pasado. Ha sido en el estudio de las reacciones características que constituyen los procesos vitales (bioquímica) y en la estructura de las moléculas que dieron lugar a estas reacciones (biología molecular) donde los biólogos modernos se han acercado más a realizar las aspiraciones de sus predecesores que quisieron comprender los fenómenos vitales en términos físicos y químicos. Este capítulo se ocupará del desarrollo de la bioquímica y el capítulo siguiente, especialmente se dedicará a la biología molecular (en particular a la genética molecular). Los términos de bioquímica y de biología molecular se usan para denotar diferentes conjuntos de problemas y metodologías distintas, pero tienen también numerosos campos en los que se traslapan. En sentido estricto, los bioquímicos investigan las reacciones químicas que encierran algunos procesos vitales (por ejemplo, la respiración o el metabolismo de las proteínas) con especial dedicación a la identificación de los reactantes, los productos y de otras sustancias como los cofactores (por ejemplo, las vitaminas) o las enzimas (catalizadores orgánicos) que podrían intervenir en las mismas. Sin embargo, su interés no se limita a las meras relaciones de insumo-producto de las reacciones químicas. Les interesan también los posibles mecanismos de realización de ciertas reacciones. Entre éstos figuran especialmente los problemas de la catálisis, la cinética (velocidades de las reacciones y los factores que influyen en ellas), intercambios de energía, el número de pasos intermedios que hay que dar y, más recientemente, la homeostática y el control por realimentación. La bioquímica abarca varios estudios que se proponen describir, cuantitativa y cualitativamente, la multitud de reacciones químicas que se producen dentro de las células vivas. La biología molecular, por otra parte, se ocupa más de la estructura -de la arquitectura detallada- de las moléculas biológicamente importantes. Por tradición, los biólogos moleculares han estudiado la anatomía, átomo-trasátomo, de las macromoléculas (es decir, de las moléculas grandes), como las de los hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos de los *

Tomado de ALLEN, G. 1983 La ciencia de la vida en el Siglo XX. México: Breviarios FCE.

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sistemas vivos. A principios del siglo XX, los bioquímicos estudiaron la función (características químicas), mientras que los biólogos moleculares (después de sus comienzos en la década de 1920) se circunscribieron al estudio de las propiedades físicas y de la estructura de estas macromoléculas. Con el transcurso del tiempo, sin embargo, así los biólogos moleculares como los bioquímicos se dieron cuenta de que sus estudios eran tan complementarios que ninguno se podía permitir pasar por alto el trabajo del otro. La investigación de los procesos vivientes al nivel subcelular requiere que se preste atención tanto a los detalles de la estructura molecular como al complejo conjunto de interacciones químicas en que participan las moléculas. Por ejemplo, los biólogos moleculares han profundizado considerablemente en la comprensión de la arquitectura de las proteínas gracias a la evidencia proporcionada por la bioquímica clásica acerca de cómo funcionan estas moléculas en una reacci6n química. Los bioquímicos, a su vez, han avanzado mucho en la comprensión de la compleja cinética de numerosas reacciones gracias al conocimiento de la estructura precisa, tridimensional, de las moléculas que en ellas intervienen. A medida que la bioquímica y la biología molecular han convergido con éxito en cierto número de problemas en la biología reciente (desde la estructura proteínica misma hasta el código genético), la frontera entre ambas ha comenzado a desaparecer firme y gradualmente. El desarrollo de la bioquímica se ha ajustado a las mismas pautas que hemos observado en otros campos de la biología en el siglo XX. Se desenvolvió a partir de unos antecedentes decimonónicos plagados de especulación, terminología confusa y esquemas conceptuales incongruentes. En su desarrollo a comienzos de este siglo, la bioquímica recibió muchos estímulos de las ciencias físicas, especialmente de la química. La "concepción mecanicista de la vida" de Jacques Loeb hizo aportaciones a la misma y le dio un gran impulso. Por último, su desarrollo consistió en gran parte en alejarse de una tradición cualitativa y morfológicamente fundamentada que consideraba que las reacciones bioquímicas estaban vinculadas de manera inevitable a la estructura viviente (celular), como un modo de resolver algunos de sus problemas más persistentes. Sin embargo, a diferencia de los otros campos examinados en capítulos previos, la bioquímica fue, desde un principio, un campo híbrido en el que la química y la fisiología (en particular) desempeñaron un gran papel. Estuvo siempre, aun desde un principio, más estrechamente asociada a las ciencias físicas que la herencia, la evolución o la embriología en sus primeros tiempos. Esta característica modificó pero no cambió fundamentalmente la pauta de desarrollo que la bioquímica compartió con otros campos de la biología en el siglo XX. Al igual que la fisiología 127

general, la bioquímica siempre estuvo de algún modo ligada al enfoque experimental; por consiguiente, rara vez se alegó que algún problema de la bioquímica no se pudiese someter al estudio de laboratorio. Aun cuando sus raíces se hallan en el siglo XIX, la bioquímica ha sido esencialmente una ciencia del siglo XX, Como en todas las ciencias, ha habido continuidad tanto de contenido como de metodología en el trabajo bioquímico entre los siglos XIX y XX. No obstante, las clases de preguntas formuladas y los modos de encontrarles respuesta fueron muy diferentes en 1930 de los de 1880. Para comprender la naturaleza de estas diferencias, examinaremos el desarrollo de ideas en un campo específico: el problema de la catálisis de las enzimas y su relación con las ideas acerca de la respiración celular. LA RESPIRACIÓN CELULAR Hoy en día la respiración121 se define bioquímicamente como la serie de reacciones químicas mediante las cuales una célula viva descompone moléculas de energéticos (sobre todo: hidratos de carbono y grasas) para producir energía y productos de desecho (bióxido de carbono, agua, alcohol etílico, o ácido láctico, según el tipo de célula). Químicamente es un proceso de oxidación,122 lo que quiere decir que hay pérdida de electrones en las moléculas de los energéticos, lo que tiene como resultado la descomposición gradual de esas sustancias. Hoy en día se conocen los detalles de este proceso en lo que respecta a toda una variedad de células. Los electrones que se quitan de las moléculas de energéticos se traspasan a lo largo de una serie de moléculas "aceptadoras de electrones"; al final de la serie los electrones se traspasan a una molécula aceptadora final. En la mayoría de los tipos de células el aceptador final es el oxígeno. El oxígeno que aspiramos en nuestros pulmones, por ejemplo, es el utilizado por las células del cuerpo como un aceptador de electrones final durante la respiración. El transporte de electrones tiene lugar en organelos de las células llamados mitocondrias; durante este proceso, energía en forma de enlaces fosfóricos de alta energía (en la molécula, trifosfato de adenosina) queda a disposición de las múltiples reacciones que requieren energía de las células. El proceso general de respiración, por consiguiente, puede-escribirse como:

La definición bioquímica de la respiración no debe confundirse con el término fisiológico, más general, que designa a la inhalación y la expulsión de aire de los pulmones (es decir, con la respiración en la acepción vulgar). 122 El término "oxidación" designa a un proceso químico, en el que no necesariamente interviene el elemento oxígeno. El oxígeno molecular es un "agente oxidante" (es decir, acepta electrones) en muchas clases de reacciones, de donde se deriva el término de "oxidación". 121

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Moléculas de energético ® desecho (fragmentos de energético) + energía utilizable. Al tipo de respiración en que el oxígeno actúa como el aceptador final de electrones se le llama respiración aeróbica, o sea, respiración que necesita "aire". La respiración aeróbica se efectúa en todas las células de las plantas y los animales superiores, en las células de la mayoría de los protozoarios, algas y numerosos tipos de bacterias y hongos. En algunos otros tipos de bacterias, en las células de la levadura privadas de oxígeno y en las células musculares de los animales superiores durante un ejercicio intenso y agobiante tiene lugar un segundo tipo de respiración, llamada anaeróbica. Cuando carecen de oxígeno las células de la levadura pueden obtener todavía una determinada cantidad de energía quitando electrones de las moléculas del energético. Sin oxígeno, sin embargo, el transporte de electrones llegaría a su fin, a menos que las células contasen con otro aceptador. En las levaduras, uno de los productos intermedios de los primeros pasos de la descomposición del energético actúa como aceptador final de electrones. Las vías remplazantes dan como producto de desecho alcohol etílico; en algunas clases de bacteria dan ácido acético y en otras más, al igual que en las células musculares de los animales superiores durante el ejercicio, ácido láctico (que producen el acidamiento de la leche o la fatiga muscular, respectivamente). Especialmente durante fines del siglo XIX y gran parte del siglo XX, el término fermentación denotó el proceso de la respiraci6n anaeróbica. En la bibliografía más antigua, por ejemplo, encontramos a menudo los términos de "fermentación alcohólica" o de "fermentación láctica" para designar a la respiración anaeróbica de las levaduras y de las bacterias, respectivamente. En resumen, las ecuaciones correspondientes a la respiraci6n aeróbica y a dos clases de respiración anaeróbica, son las que aparecen en seguida. Aeróbica: Molécula de energético + oxígeno ® agua + bióxido de carbono + energía C6H12O6 + O2 ® 6H2O + 6CO2 (Glucosa)

Respiración anaeróbica (fermentación): C6H12O6 ® 2CO2 + 2C2H5OH (levadura) (Alcohol etílico) C6H12O6 ® 2C3H6O3 (algunas bacterias y células musculares) (Ácido láctico)

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FIGURA 6.1. Dos rutas interconectadas de la respiración celular. Arriba a la izquierda, fermentación, o glucólisis. Abajo a la izquierda, el ciclo del ácido cítrico de Krebs. Derecha, el sistema de transporte de electrones: estas dos rutas se alimentan con electrones tomados del sustrato. En el sistema de transporte de electrones, se captura energía.

Aun cuando estas ecuaciones nos dan un resumen general del insumo y producto de la reacción, no permiten ver algunos hechos importantes. 1) Las reacciones anteriores constan de numerosos pasos, y se van produciendo a lo largo de los mismos múltiples productos intermedios. A tales reacciones paso a paso se las llama rutas bioquímicas (o rutas metabólicas, en relación con las reacciones que intervienen en la descomposición y formación de alimentos). 2) En todas las rutas participan numerosas enzimas, por lo común, una específica para cada 130

paso. Sin las enzimas, las velocidades de todas las reacciones bioquímicas serian extremadamente lentas. Y no sería posible la vida según la conocemos. 3) La oxidación de los alimentos por vía respiratoria está relacionada con la generación de energía utilizable en forma de compuestos fosfóricos especiales. Todo esto se comprenderá mejor consultando el diagrama de flujo de la figura 6.l. La figura 6.1 ilustra un punto que debe tenerse presente al reflexionar sobre la historia de las ideas acerca de la respiración celular. En este proceso, lo mismo en el aeróbico que en el anaeróbico, intervienen dos vías distintas: 1) la descomposición de los alimentos por la cesión sucesiva de pares de electrones (como se ve, verticalmente, a la izquierda) y 2) el transporte de electrones, que encierra la sucesiva oxidación y reducción (se entiende por reducción ganar electrones) de las moléculas de transporte electrónico (las flavinas FAD Y FMN, Y los citocromos). Las dos vías se hallan finalmente interrelacionadas (como la mayoría de las vías bioquímicas), de modo que la velocidad de una depende de la velocidad de la otra. Las células que están obligadas a efectuar únicamente la respiración anaeróbica carecen de las moléculas de transporte electrónico. Así pues, el estudio de la respiración celular ha seguido históricamente dos líneas de investigación muy diferentes entre sí: la que se propuso comprender el transporte de electrones y la que quiso entender la descomposición metabólica de los alimentos. Sólo después de 1930 comenzaron a fusionarse ambas en sus pormenores químicos. Uno de los problemas críticos de la historia de las ideas acerca de la respiración celular ha sido la falta de conocimientos sobre las proteínas en general, y en particular de esa clase específica de proteínas llamadas enzimas. Las enzimas son catalizadores orgánicos que poseen dos propiedades muy especiales. Como todos los catalizadores, aumentan grandemente la velocidad de reacción entre dos reactantes que normalmente interactuarían por sí solos, aun cuando lo harían mucho más lento. Las enzimas poseen también la importante propiedad de la especificidad. Por lo común, un tipo particular de enzima catalizará una reacción sólo entre uno o dos, o cuando mucho unos cuantos tipos de moléculas (llamadas sustrato). Como la investigación de las reacciones bioquímicas ha requerido la comprensi6n de la naturaleza de la actividad enzimática asociada a esas reacciones, la historia de la bioquímica ha estado íntimamente conectada con la historia de las ideas acerca de las enzimas, de sus propiedades químicas y físicas. LOS ANTECEDENTES EN EL SIGLO XIX La bioquímica como disciplina distintiva se desarroll6 en el siglo XIX como parte de la fisiología general. La fisiología del siglo XIX, como 131

hemos visto, supuso un crecimiento de la química y de la física, sobre todo bajo el influjo de los materialistas médicos de Berlín, como Helmont y su escuela. La fisiología estaba también sujeta a la influencia de la teoría celular de Schleiden, Schwann y Virchow, quienes insistieron en que la sede de las funciones fisiológicas eran las células. Aun cuando fueron pocos los fisi610g0s que estudiaron específicamente las reacciones químicas dentro de las células, los fisiólogos se percataron del hecho de que cualesquiera doctrinas que desarrollasen en lo concerniente al funcionamiento de órganos enteros (o de sistemas) tenían que ser compatibles con la función de las unidades que formaban a dichos órganos (es decir, las células). Sin embargo, no fue sólo a través del crecimiento conceptual de la fisiología cómo la bioquímica empezó a existir. El crecimiento conceptual que caracterizó a la fisiología durante la segunda mitad del siglo XIX se reflejó en la organización profesional de la fisiología entendida como disciplina. La cambiante posición profesional de la fisiología proporcionó finalmente, una atmósfera en la que podía empezar a desarrollarse una nueva disciplina híbrida, la bioquímica. Hacia la década de 1860, los fisiólogos comenzaron a establecer su propia identidad en las universidades europeas. No sólo se habían liberado de su sumisión a la anatomía médica sino que, en muchos casos, se habían puesto al mando de los anatomistas en las facultades de medicina y en los institutos de investigación. De hecho, la fisiología, como rama de estudio, llegó a incluir no sólo a la anatomía sino también a la química y la histología. Por ejemplo, la química era empleada para el estudio de problemas biológicos en tres clases de laboratorios de las universidades europeas a mediados de siglo. Por una parte, gracias al surgimiento de la química orgánica, los problemas biológicos se estudiaron dentro de los grupos de química, comúnmente ligados a las facultades de filosofía (en la terminología norteamericana de hoy, en las facultades de Artes y Ciencias). La química médica era otro de los campos en los que se estudiaban los aspectos químicos de la vida (en las escuelas de medicina) y dentro de las escuelas técnicas se hacían investigaciones de química agrícola, particularmente importantes a mediados y fines del siglo XIX. Esta fragmentaci6n ponía en gran desventaja al crecimiento y desarrollo de la bioquímica entendida como campo aparte. Los aspectos químicos de la fisiología eran investigados bajo diferentes encabezados, sobre todo, los de la química biológica y la química fisiológica que, a pesar de las diferencias de nombre, eran muy semejantes. Una gran barrera opuesta al desarrollo del campo aparte de la bioquímica durante el siglo XIX fue, de hecho, la actitud de los fisiólogos, que en aquellos tiempos dominaban en las universidades, las escuelas de medicina y los institutos de investigación. La mayoría de los fisiólogos, 132

consciente o inconscientemente, deseaban mantener a toda la química, en su relaci6n con los sistemas vivos, dentro de la jurisdicción de la fisiología. Deseaban controlar la clase de investigaci6n que se efectuase y las clases de preguntas que se formulasen acerca de la química de los sistemas vivos. Y cuando, finalmente, se hizo patente que se necesitaba investigar toda una gama nueva de interrogantes químicos (dentro de la célula), fueron los fisiólogos quienes de hecho promovieron la creaci6n de departamentos de bioquímica separados. Michael Foster (1836-1907) de Cambridge y Charles Sherrington (1861-1952) de Liverpool fueron quienes, a comienzos de la década de 1900 y en la de 1920, respectivamente, fundaron unidades de bioquímica en las universidades inglesas. La fisiología fue madrina, al principio renuente, pero más tarde partidaria, de la bioquímica. Podemos distinguir dos periodos distintos en el desarrollo de los conceptos bioquímicos de las enzimas y de la respiración duran te el siglo XX. En el primero, de 1890 a 1925, se intentó comprender la naturaleza de los "fermentos" (el término que en el siglo XIX designó a lo que más tarde se llamarían enzimas) y su papel en la respiraci6n celular. El segundo periodo, de 1925 a 1960, presenció el desarrollo de dos líneas de trabajo: el estudio de la estructura de moléculas especificas de proteínas con la final elucidación de la anatomía tridimensional de varias proteínas; independientemente, los bioquímicos se dedicaron a investigar los detalles del metabolismo intermedio, proceso por el cual las moléculas de energéticos tales como los azúcares se descomponen paso a paso. Desde fines de la década de 1940 hasta la de 1960 las diversas líneas de trabajo que se desarrollaron a partir de 1900 quedaron sintetizadas en un esquema comprensivo del metabolismo celular que unió a la bioquímica, la biología molecular y la genética. Para que nos demos cuenta con mayor claridad de cómo comenzó su desarrollo el nuevo a campo de la bioquímica hacia fines del siglo pasado, será útil examinar un ejemplo del estilo más viejo de química fisiológica practicada en la segunda mitad del siglo XIX. Un ejemplo del estilo más antiguo está representado en el trabajo de Justus von Liebig (1803-1873). Liebig fue figura descollante en la fisiología del siglo XIX. Estimulado por el creciente interés en los problemas agrícolas que se registró durante las primeras décadas y a mediados del siglo XIX en Alemania, dedicó los conocimientos alcanzados en química al estudio de la fisiología de plantas y animales. Considerado por muchos como fundador de la química agrícola, Liebig trató de estudiar los problemas fisiológicos ligados a la nutrici6n. Trabajó con Friedrich Wohler (1800-1882) en la química del ácido úrico (producto del metabolismo del nitrógeno) y desarrolló, entre otras cosas, la idea de que las plantas eran los únicos organismos que podían transformar la materia inorgánica en orgánica. Aun cuando, más tarde, Claude Bernard y otros mostraron que esta idea era errónea (los 133

animales sintetizan también numerosas sustancias orgánicas a partir de sustancias que no lo son) fue ésta una idea enormemente influyente sobre el desarrollo de la fisiología del siglo XIX. Liebig dirigió un instituto de fisiología química en la Universidad de Giessen e inauguró los primeros laboratorios regularizados de enseñanza de la fisiología en Europa. En su calidad de director de un instituto, de autor de numerosos libros y de artículos para revistas, así como de editor de los Annalen der Pharmacie und Chemie, Liebig ejerció una amplia influencia sobre toda una generación de estudiosos de Europa y de los Estados U nidos. Liebig había hecho estudios de química con un francés, Joseph Louis GayLussac (1778-1850) en la Sorbona, de 1822 a 1824. Aquí aprendió las técnicas analíticas precisas que distinguieron a la química francesa desde los tiempos de Lavoisier. Lo que Liebig aportó a la química biológica fue una preocupación por los procesos analíticos (es decir, por la comprensión de los cambios fisiológicos que se operan dentro de los organismos en términos del equilibrio de insumo-producto). Liebig hizo hincapié en sus primeras conferencias, y especialmente en sus dos libros influyentes de 1840 y 1842,123 S en que todos los cambios de carácter fisiológico podían determinarse midiendo lo que tomaba un organismo y lo que excretaba como productos de desecho. Liebig se percató de que existía una notable similitud en las clases de compuestos orgánicos que se encuentran en los reinos vegetal y animal: hidratos de carbono, grasas y proteínas. Pero descubrió también que las clases de grasas encontradas en las vacas eran distintas de las halladas en los cerdos o en el maíz. Los seres vivos debían poseer una notable capacidad para la transformación química. Cualesquiera que puedan ser las ideas que nos formemos acerca de los constituyentes grasos del cuerpo, lo innegable es esto, que las hierbas y raíces consumidas por la vaca no contienen mantequilla;... que no puede encontrarse manteca de cerdo, en las papas o sus cáscaras que damos a los puercos, y que la comida que consumen gansos o patos no contiene grasa de ánade... Las masas de grasa que encontramos en los cuerpos de estos animales han sido formadas en sus organismos.

La determinación de la forma en que se producen estas transformaciones fue la tarea medular de los nuevos campos de la química animal y agrícola. Mediante el conocimiento de estos procesos fisiológicos, la agricultura se tomaría más eficiente, menos cara y más productiva. El crecimiento de las Die organische Chemie in ihe Anwendung auf .Agricultur und Physiologie (Brunswick, 1840), traducido al inglés como Organic Chemistry in its Application lo Agriculture and Physiology (Londres, 1840); y Die T'ierchmie oder die Organische Chemie in ihrer Anwiendung auf Physiologie und Pathologie (Brunswick, 1842), traducido como Animal Chemistry, or Organic Chemistry in its Application to Physiology and Pathology (Londres, 1842).

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plantas y de los animales, razonó Liebig, dependía del desarrollo de un enfoque científico de la nutrición, dependiente éste, a su vez, del conocimiento de la química de las plantas y de los animales. Para determinar la naturaleza exacta de las transformaciones químicas dentro de los organismos, Liebig utilizó un procedimiento ideado por varios fisiólogos, en su mayoría franceses, durante el siglo XVIII. Este procedimiento consistía en pesar y medir todos los componentes de la dieta y los excrementos de un organismo y deducir de la modificación de las proporciones de los diferentes elementos y compuestos la naturaleza de los cambios fisiológicos producidos. Liebig proporcionó también a sus formas experimentales (animales y plantas) dietas controladas, en algunos casos con excesos de ciertas sustancias, en otros casos con deficiencias notables. Observó luego los efectos cuantitativos y cualitativos que tales dietas producían en las transformaciones fisiológicas, sin exceptuar el uso cuidadoso de la balanza analítica para determinar con algo de precisión los cambios en los pesos de las diversas sustancias sometidas al análisis de insumo-producto. De lo que careció, por supuesto, fue de técnicas para investigar las reacciones químicas reales que se efectuaban en el organismo. Únicamente podía inferir de sus análisis los cambios posibles, no los reales, que se estaban efectuando. Por ejemplo, Liebig notó que el ácido coleico era el constituyente principal de las sales biliares. ¿De dónde venía esta sustancia? Su fórmula empírica era C33NH33O11 (llamada ahora ácido coleico, que es un esteroide); Liebig razonó que esa molécula podía producirse por interacción del ácido hipúrico, el almidón, el oxígeno y el conjunto siguiente de reacciones.

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Obsérvese que el insumo total está exactamente balanceado con el producto total. La preparación química de Liebig lo condujo a tratar de dar cuenta y razón de cada átomo en tales transformaciones. Para hacerlo, sin embargo, Liebig inventó transformaciones que pudiesen dar ecuaciones balanceadas. La sugerencia arriba mencionada, de que el ácido coleico del organismo provenía del ácido hipúrico, el almidón y el oxígeno fue completamente hipotética. No se tenían pruebas experimentales que indicasen que tal conjunto de combinaciones se producía realmente en algún organismo vivo. No obstante su hincapié en la química analítica cuantitativa, la fisiología de vegetales y animales de Liebig fue en gran medida especulativa. Fue él quien introdujo el procedimiento de la medición cuidadosa de los productos iniciales y finales, por una parte, y la especulación fisiológica sobre las transformaciones intermediarias, por la otra. De esta manera, la influencia de Liebig fue por muchos conceptos semejante a la de Weismann o Haeckel, en sus respectivos campos. La especulación acerca de los procesos con base en pruebas no muy sólidas se convirtió en marca distintiva de la tradición química en el campo de la fisiología sujeto a la influencia de Liebig. Otro aspecto de la influencia de Liebig, por demás importante, fue su vinculación con la filosofía idealista del vitalismo. En el prólogo que escribió para su Thierchimie, de 1842, Liebig asevero que jamás llegaremos a saber lo que es la "vida", aun cuando sí podamos investigar las "propiedades vitales". Hay un agente actuante en los sistemas vivos que' no tiene su equivalen te en el mundo no vivo. La ciencia natural tiene límites fijos que no pueden rebasarse; y debe tenerse presente siempre que, no obstante todos nuestros descubrimientos, jamás sabremos lo que son en su esencia la luz, la electricidad y el magnetismo, porque, aun de las cosas materiales el intelecto humano no tiene más que concepciones. Sin embargo, podemos establecer las leyes que regulan su movimiento y reposo, porque éstos se manifiestan en fenómenos. De igual manera, las leyes de la vitalidad y de todo lo que la perturba, propicia o altera podrán sin duda descubrirse, aun cuando jamás llegaremos a saber lo que es la vida.

Pero el "vitalismo" de Liebig era de dos filos. El prólogo sonaba mucho más vitalista que el resto del libro. Liebig no era Naturphilosoph sino un cauto materialista que destacaba para sus lectores un escepticismo respecto a un no llegar jamás a conocer la verdad final de la "vida". En última instancia, Liebig parecía decir no sólo Ignoramus ("no sabemos") sino también Ignorabimus, ("no sabremos"). Tal manera de ver las cosas parecía implicar que en la vida había algo que quedaba más allá de lo físico, con lo que podemos suponer que se daba a entender también que la especulación acerca de los procesos internos era válida; que, en 136

verdad, era el único camino. Liebig se convirtió en una figura, como Weismann y Haeckel, contra la que más tarde podrían rebelarse los bioquímicos escépticos, como lo hicieron, en efecto. LA ZIMASA Y LAS PRIMERAS TEORÍAS DE LA ACCIÓN ENZIMÁTICA En 1897, el químico alemán, Eduard Buchner (1860- 1917) descubrió una sustancia llamada zimasa en el extracto de células machacadas de levadura. Buchner consider6 correctamente que la zimasa era un "fermento" y mostró que era capaz de provocar la fermentación del azúcar en un sistema sin células. Fue este descubrimiento, como ningún otro, el que puede decirse que inició el desarrollo de la bioquímica como disciplina separada de la fisiología general. Buchner y otros investigadores, entre ellos Franz Hofmeister (18501922), creyeron que las enzimas eran proteínas y que toda reacción química en el interior de las células tenía como mediador a alguna enzima específica. Impulsada por la teoría de Buchner, una oleada de entusiasmo barrió la comunidad biológica, cuando numerosos investigadores se dedicaron a interpretar todos los procesos vitales como una función directa de la acción enzimática intracelular. Antes del descubrimiento de la zimasa por Buchner, la mayoría de los biólogos, fisiólogos y citólogos creyó que los complejos y rápidos procesos químicos ejecutados por las células dependían de la estructura intrincadamente organizada del citoplasma. De tal modo, se consideró a la citología y a la histología como complementos esenciales para la comprensión de los procesos bioquímicos. La significación del trabajo de Buchner consistió en las pruebas que aportó para contradecir esta concepción. Con el descubrimiento de lo que se pensó que era una teoría generalmente válida de las enzimas, ya no era necesario interpretar procesos complejos, como la respiración celular, en términos de la estructura celular visible. En lo sucesivo, la función celular podría discutirse en términos químicos y estudiarse con métodos químicos. Tal y como los embriólogos experimentales habían podido realizar grandes adelantos en su campo al liberar el estudio del desarrollo de la adicción esclavizante a la morfología, así Buchner y un puñado de bioquímicos más jóvenes, a fines de la década de 1890 y comienzos de la de 1900, trataron de comprender los procesos fisiológicos romo si tuviesen una química independiente, hasta cierto punto, de la estructura celular. Aun cuando no sostuvieron que la estructura celular careciese de importancia, Buchner y Hofmeister vieron al citoplasma de la célula, con todos sus rasgos estructurales (organelos y membranas) como un agente esencialmente pasivo, que tal vez no hacía más que compartamentalizar las diversas reacciones químicas que se producían simultáneamente en el 137

interior de las células. Las reacciones mismas eran llevadas a cabo, alegó Buchner, como cualquier reacción química; utilizando extractos enzimáticos se podían repetir inclusive en el tubo de ensayo. Aun cuando despertó mucha atención, la teoría de las enzimas intracelulares tropezó desde un principio con toda una variedad de objeciones. La principal de entre éstas fue la suposición de que las sustancias extraídas de las células reaccionaban de la misma manera químicamente en un tubo de ensayo (in vitro) que en las células vivas (in vivo). Esta suposición quedó sujeta a tela de juicio particularmente cuando varios bioquímicos observaron, ya desde 1907, que la velocidad respiratoria general de los extractos de tejido (en este caso, de células musculares) era considerablemente menor que la del músculo intacto. Hacia 1910, lo mismo se había señalado en lo relativo a la levadura: mientras que las células enteras de levadura llevaban a cabo las reacciones respiratorias de manera muy rápida, inmediatamente después de la extracción la velocidad iba descendiendo al cabo de unos cuantos minutos hasta no ser de más de un 2 o 3% de los valores in vivo. Estos descubrimientos sugirieron vigorosamente que algo más que unas simples moléculas en soluci6n determinaba la respiración celular. Otro problema era que la teoría de las enzimas de Buchner se basaba en la idea de que todas las enzimas eran proteínas, con lo que asignaba a éstas un papel clave en todas las reacciones bioquímicas. Desde el punto de vista actual, esto Podrá parecer que es un concepto avanzado pero, en la década de 1900, tanto los biólogos como los químicos no sabían mayor cosa acerca de la naturaleza de las proteínas. Por ejemplo, no estaba claro si las proteínas eran moléculas amorfas carentes de estructura regular o moléculas altamente estructuradas dotadas de composiciones definidas, como otros compuestos orgánicos. Aun cuando Buchner y sus contemporáneos sabían que la zimasa era una proteína, era un artículo de fe suponer 1) que la zimasa tenía una estructura celular definida, la cual determinaba parte de su papel en la respiración, o 2) que en todas las reacciones bioquímicas intervenían proteínas como la zimasa. Muchos de los bioquímicos de fines de siglo rechazaron la teoría de las enzimas porque era muy poco lo que sabían acerca de las proteínas, las que para Buchner desempeñaban un papel esencial. Más adelante estudiaremos con mayor detalle el desarrollo de la química de las proteínas en su relación con la historia de la bioquímica. Baste aquí señalar que la falta de un conocimiento preciso y claro de las proteínas fue uno de los grandes factores de la oposición que se fue levantando contra la teoría enzimática de Buchner. La crítica dirigida contra la teoría de las enzimas en los primeros años de la década de 1900 determinó un cambio en el ánimo de los bioquímicos. 138

Este cambio de ánimo consistió en un resurgimiento de las ideas que ligaban la actividad respiratoria con la estructura celular y en una creciente desconfianza respecto de los intentos de describir procesos vitales tan complejos únicamente en términos de las reacciones químicas in vitro. Hacia 1912, el fisi61ogo Max Rubner (1854-1932) podía afirmar que la acción enzimática se limitaba a unos cuantos tipos sencillos de reacciones químicas en las células, mientras que los procesos más complejos y fundamentales, como los de la respiración, representaban una actividad "vital". Para estudiosos como Hans Driesch, ''vital'' significaba algo metafísico, más allá de las leyes de la física y la química. Para otros, sin embargo, significaba únicamente la organización material, estructural asociada a los sistemas vivientes. Hacia estas fechas, entre 1908 y 1910, Otto Warburg (1883-1970) comenzó a investigar el problema de la respiración celular. Una breve investigación de su ingreso en el campo, y, sobra decir, del curso de su desarrollo intelectual nos revela muchas cosas acerca de este periodo de transición en la primera historia de la bioquímica. Otto Warburg era hijo de un destacado físico alemán. Comenzó siendo discípulo de Emil Fischer, y trabajó en la síntesis de los polipéptidos. Pero Warburg, desde un principio, sintió interés también por los problemas biológicos. Para formarse en biología, Warburg, como la mayoría de los bioquímicos de la época, fue a una escuela de medicina, y obtuvo su grado de doctor en esta disciplina en la Universidad de Heidelberg, en 1911. Durante sus estudios de medicina, llamó la atención de Warburg el problema del cáncer. En particular, despertó su curiosidad la observación de que las células cancerosas tenían una velocidad de respiración mucho mayor y se dividían con velocidad mucho más grande que las células no cancerosas. La medición de la velocidad de respiración con precisión no sólo constituía un instrumento de diagnóstico para determinar si las células eran malignas sino que también proporcionaba un indicio de los posibles acontecimientos químicos subyacentes al cáncer. Pero era difícil estudiar individualmente las células de los organismos superiores, ya que dichas células se hallan ligadas unas con otras en los tejidos. En su búsqueda de un tipo de .célula más conveniente en la cual estudiar los fenómenos químicos de la respiración y la división celular, Warburg manifestó la influencia de los estudios embriológicos de la escuela de la Entwicklungsmechanik; sobre todo de los trabajos sobre los huevos del erizo de mar que se estaban llevando a cabo en la estación zoológica de Nápoles. De tal modo, en 1908, Warburg fue a Nápoles para trabajar con Curt Herbst (1866-1946), el viejo amigo y colaborador de Hans Driesch y T. H. Morgan. En esta ciudad, Warburg se lanzó al estudio de los fenómenos químicos que intervienen principalmente en la división celular. Fue durante la realización de este trabajo cuando comenzó a 139

emplear mediciones de la velocidad respiratoria de las células como indicadoras de los cambios efectuados en los procesos químicos. Varias influencias afectaron a Warburg entre 1908 y 1910. Una de ellas fue la estación de Nápoles, con su caleidoscopio de visitantes extranjeros y su emocionante atmósfera experimental. Más concretamente, en la estación de Nápoles Warburg mantuvo estrecho contacto con la tradición citológica en la que Herbst, Driesch y muchos otros se hallaban inmersos como parte de su trabajo embriológico. Gracias a estos contactos, Warburg adquirió un fuerte sentido del papel que desempeña la estructura celular en el mantenimiento y la modificación de fenómenos biológicos, como el del desarrollo. En esos mismos años, quizá también a través de contactos en la estación de Nápoles, Warburg recibió la influencia de la escuela botánica encabezada por Julius Sachs. Durante décadas, esta escuela había venido estudiando la respiración en células vegetales enteras, con vistas al desarrollo de métodos experimentales cuantitativos y rigurosos para medir y caracterizar el proceso respiratorio. Finalmente, Jacques Loeb influyó también mucho en Warburg, con quien mantuvo una larga y perdurable amistad. (En Loeb, como se recordará, influyó también grandemente la escuela de fisiología vegetal de Sachs.) Los intentos realizados por Loeb para estudiar las propiedades físico-químicas de los huevos de erizo de mar durante la partenogénesis artificial fue un modelo de la clase de trabajo que Warburg deseaba emprender. Warburg y Loeb intercambiaron muchas cartas y, aun cuando sus planes de trabajar juntos en Nápoles y en Woods Hole jamás se realizaron, en su trabajo individual trataron de llevar a cabo clases de estudios semejantes. Para Loeb, Warburg fue un discípulo admirable, y, para Warburg, Loeb fue el maestro reconocido de una nueva fusión entre la biología y la química. Warburg empezó por estudiar la velocidad respiratoria de las células de erizo de mar que se estaban dividiendo. Hizo dos observaciones que tendieron a refutar la opinión (entre otros, del propio Loeb) de que el núcleo celular era el lugar donde se efectuaba la respiración. Primero, observó que la respiración de los embriones de los erizos de mar en la etapa de las 8 o las 32 células era aproximadamente la misma que la del huevo sin escindirse, aun cuando el número de células (y por consiguiente, de núcleos) era considerablemente mayor. En segundo lugar, observó que los huevos fecundados a los que se les impedía dividirse desarrollaban también la misma velocidad de respiración elevada que a los que se les dejaba dividir normalmente. Warburg llegó a la conclusión de que el núcleo que se estaba dividiendo no era el sitio de la respiración. Esto ocurría en 1910. En abril de 1910, mientras se encontraba en la estación de Nápoles, Warburg realizó varias observaciones inesperadas que 140

proporcionaron la clave acerca del sitio en que podría ocurrir la respiración. Inmediatamente después casi de la penetración de un huevo de erizo de mar por un espermatozoide puede verse cómo se levanta una "membrana de fertilización" desde la superficie del huevo, que opone una barrera a la entrada de nuevos espermatozoides. Simultáneamente, el huevo fecundado muestra un rápido aumento de la toma de oxígeno (la toma de oxígeno es una medida de la velocidad de respiración). Una segunda observación fue que una solución alcalina aumentaba la velocidad de toma de oxígeno sin aumentar aparentemente la alcalinidad del interior de la célula (citoplasma). Esto sugirió que el sitio de acción de la sustancia alcalina bien podría ser la superficie de la célula. Confirmaba esta hipótesis la observación de que los solventes orgánicos, que disolvían las membranas celulares, disminuían la velocidad de respiración cuando se añadían a células funcionales del erizo de mar. Warburg no pudo señalar con exactitud la manera como la membrana podría actuar como superficie respiratoria, aun cuando supuso que podría intervenir en ello alguna clase de proceso electroquímico que producía una solubilidad selectiva de la membrana para los iones de hidrógeno. Brilló por su ausencia, en la teoría de Warburg, toda mención de enzimas como la zimasa. La teoría de la respiración de Warburg es un buen indicador tanto de las viejas como de las nuevas actitudes prevalecientes durante el surgimiento de la bioquímica en la primera década del siglo XX. Por su parte, su adhesión a una teoría de la respiraci6n a través de la membrana refleja la fuerte influencia que la tradición citológica, con sus inclinaciones morfológicas, ejerció sobre él. Al mismo tiempo, vio con recelo la más reciente teoría de la zimasa. No se conocía la naturaleza de los "fermentos" como clase general y tampoco había quedado establecido claramente nada acerca del papel desempeñado por los fermentos en la respiración. Por eso, a Warburg le pareció que la teoría de la enzima era una no explicación. Para él, se asemejaba mucho a las teorías del siglo XIX que "explicaban" el crecimiento de las semillas: como consecuencia de la "virtus dormitiva". Aun cuando parezca irónico visto desde la perspectiva de nuestros días, Warburg estaba tan convencido del punto de vista mecanicista y físico-químico en 1910 que no pudo aceptar lo que para él eran las características especulativas de la teoría enzimática que había formulado Buchner. En 1912, Warburg se hallaba realizando algunas mediciones de células de levadura degradada por agentes como el tolueno que, entre otras cosas, disuelven membranas. Le sorprendió descubrir que la mezcla degradada aún podía respirar, aunque con mucha mayor lentitud que antes. Además, cuando añadió narcóticos a los extractos la respiración se vio grandemente retardada. Estos descubrimientos sugirieron que el proceso de la respiración podría no estar asociado exclusivamente a las membranas (si es que lo estaba), sino que tal vez ocurría independientemente en el 141

citoplasma líquido de la célula. Para enfrentarse a estas diversas dificultades, Warburg desarrolló una teoría compleja propia en que hablaba" de la acción de un Atmungsferment Warburg reconoció que gran número de reacciones químicas dentro de las células eran catalizadas probablemente por enzimas, pero sostuvo que estas reacciones eran relativamente poco importantes para la vida total de la célula. En su teoría del Atmungsferment Warburg combinó su creencia en la naturaleza química y molecular de las reacciones bioquímicas con las inclinaciones morfologistas que había heredado de la tradición citológica. En 1912, Warburg consideró al Atmungsferment corno una clase de proteína capaz de llevar a cabo la fermentación in vitro, aunque con velocidades grandemente reducidas. En la célula viva intacta, sin embargo, el Atmungsferment quedaba absorbido en estructuras celulares y "organizado" de manera que reaccionase con un máximo de eficacia. Aun cuando no sabía cuál era la naturaleza exacta de la compleja estructura celular del Atmungsferment, Warburg estaba convencido de que tal organización estructural era necesaria para el funcionamiento normal de las células. Con su teoría del Atmungsferment, Warburg llevó a cabo un intento explícito de combinar las teorías puramente química y puramente estructural de la actividad respiratoria y de la enzimática. En su mente, no existía una dicotomía entre los dos enfoques; ambos eran caras diferentes de la misma moneda. Los procesos vivos no podían ser descritos por la química sin la estructura celular, ni por la estructura celular sin la química. Warburg expuso su concepción unitaria con toda claridad en carta que le escribió a Loeb en 1914: La cuestión se reduce siempre a esto: ¿acción celular o acción del fermento? Espero haber demostrado... que no tenemos una verdadera dicotomía en esto: tanto los químicos de los fermentos como los biólogos tienen razón. La aceleración de las reacciones productoras de energía en las células es una acción de los fermentos y una acción de la estructura; no es que los fermentos y la estructura se aceleren sino que la estructura acelera la acción del fermento.

En los veinte años siguientes, entre 1914 y 1935, vanos factores se combinaron para cambiar la concepción que se había formado Warburg de la teoría enzimática en general y del proceso de la respiración en particular. Uno de ellos fue el desarrollo de la química de las proteínas. Otro fue el creciente reconocimiento del papel desempeñado por los metales pesados en la catálisis bioquímica, sobre todo el descubrimiento de que el propio Atmungsferment contiene hierro catalíticamente activo. Para ver cómo el concepto bioquímico de la respiración se desarrolló a partir de las ideas más viejas y más morfológicas de Warburg, será necesario hacer una breve digresión que nos conduzca al crecimiento de la química de las proteínas entre 1900 y 1930. 142

Módulo Respiración 2022

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