La teoría celular: los orígenes

Diagrama de tejidos de cebolla con diferentes estadios de división celular. por Edmund Beecher, en su libro The cell in development and inheritance, 1902.

La materia viva se organiza en diferentes niveles. El primer nivel es el biomolecular, que se refiere a la organización de los átomos en las moléculas que conforman y permiten los procesos biológicos. Sin embargo, para entender por qué es importante conocer de qué está hecha una célula, debemos explicar qué es una célula. Si bien, una definición concreta de lo que es una célula bastaría, es importante que lo abordemos como un concepto del que necesitamos pruebas. Es decir, necesitamos abordar el origen de lo que conocemos actualmente comoteoría celular. La teoría celular buscaba responder cuatro preguntas esenciales:

1. ¿Cómo se forman nuevas células?
2. ¿Se comunican las células entre ellas?
3. ¿Qué contienen las células?
4. ¿Todos los tejidos se componían de células?
Hacia la teoría celularEl naturalista británico Robert Hooke había logrado observar tejidos vegetales y posteriormente muchos otros científicos comenzaron a reportar que otros tipos de tejidos vegetales se encontraban constituidos de células. Pero con los tejidos animales era una cuestión diferente; a diferencia de los tejidos de las plantas, los tejidos de los animales eran frágiles y no resistían la manipulación mecánica a la que debían ser sometidos para garantizar la preparación de las placas para observarlas al microscopio. Además de no poderlas cortar a un nivel tan fino que permitiera distinguir las células. Cuando se miraba a las plantas, los tejidos eran tan fáciles de separar y más resistentes, por lo que era fácil obtener láminas del grosor de pocas células lo suficientemente transparente para permitir el paso de la luz y diferenciar las estructuras.

Microscopio de Robert Hooke, ilustrado por él mismo en
su obra Micrographia (1665).

Podemos hacernos una idea de lo lejos que estamos de la época de Hooke mencionando el hecho de que no sabemos cómo era Hooke. Como habíamos dicho, en el siglo XVII los científicos incursionaban en varias áreas de la ciencia a la vez y por ello las comunidades científicas estaban repletas de hombres como Hooke, que tenían aportaciones y correspondencia con gente de todos los campos del saber. Sin embargo, Robert Hooke tuvo muchos enfrentamientos con su compatriota Isaac Newton, entre ellos cuando Hooke declaró que mucha de la obra de Newton había sido inspirada por Hooke mismo. Cuando Hooke y Newton asistían a la Sociedad Real se reunían en Gresham College, pero tras la muerte de Hooke, Newton fue nombrado presidente de la Sociedad Real y eligió una nueva localización para las reuniones; en 1710, cuando se realizó la mudanza, el retrato fue declarado como perdido y no se ha visto desde entonces. Es por esta razón que a la fecha carecemos de una imagen de Robert Hooke.En las investigaciones con las células vegetales, un médico y botánico francés de nombre Henri Dutrochet (1776-1847) describió con detalle el modo en que el agua entraba y salía de las células gracias a un proceso denominado como ósmosis, donde el agua se mueve de los compartimentos con mayor concentración hacia uno de menor, igualando las concentraciones en ambos compartimentos. Gracias a los avances de la microscopia fue capaz de describir otros procesos fisiológicos vegetales como la embriología, la respiración y el efecto de la luz. Previo a los trabajos de Dutrochet, los biólogos de la ilustración estaban convencidos de que debía existir una unidad mínima común para toda la vida, pero no eran capaces de identificarla. Cerca de casi cien años después, sería Dutrochet el primero en proponer que la célula era el elemento fundamental de organización y función de los seres vivos, como parecían indicar sus estudios con plantas.Apliquemos al párrafo anterior la terminología del método científico. Lo que Dutrochet propuso no era una teoría como tal. Previamente, los biólogos habían desarrollado la idea de que debía existir una unidad fundamental para la vida, parte de esta concepción mecanicista de que el todo se constituía de partes; los tejidos vivos debían constituirse de partes. Existían varias propuestas e ideas, basadas todas en diferentes observaciones y evidencias. Las ideas de Dutrochet se basaban en sus observaciones y estudios con plantas, pero como ya se dijo, no había una cantidad equiparable de pruebas en animales, de modo que no era posible extrapolar el concepto de la célula como unidad estructural y funcional hacia estos seres. Tampoco se sabía de qué estaban hechos los animálculos, de tamaño semejante a los de las células vegetales. La idea de Dutrochet era una hipótesis, pues permitía sentar la base para nuevas investigaciones ¿qué puede esperarse observar en la naturaleza si la célula es la unidad estructural de la vida? ¿Y qué si también es la unidad funcional?El siglo XIX para la biología comenzaría como un álgido debate sobre la naturaleza de las células, pero entre los botánicos. Los zoólogos simplemente no tenían herramientas para entrar de lleno en un debate que llevaba dos siglos dando en las sociedades y en la literatura botánicos. Podemos decir que existían cuatro preguntas importantes que abordar:

Ranunculus ficaria

1. ¿Cómo se forman nuevas células? Existían dos principales líneas de pensamiento, una francesa y otra alemana, ambas antagónicas entre ellas. La primera fue propuesta por el francés Charles-Francois Brisseau-Mirbel (1776-1854), postulada por vez primera en 1802 y desarrollada en 1808. Básicamente, para De Mirbel toda la planta se componía de un único tejido membranoso que se modificaba según la región de la planta; de aquí se desprendía su idea de cómo se formaban las células, que indicaba que las células hijas se formaban adyacentes a las células parentales. Esta idea era contraria a la corriente alemana de Gotfried Reinhold Treviranus (1776-1837), quien postuló que las células se formaban de gránulos (Körner). Treviranus es también el primero en utilizar la palabra biología en su sentido más general.
2. ¿Se comunican las células entre ellas y cómo? Este era en realidad el punto medular del asunto. Como se consideraba que las células no eran unidades independientes, la comunicación entre ellas era la cuestión clave. En 1805, Treviranus había realizado un experimento con la planta ranúnculo (Ranunculus ficaria), donde tomaba un tejido vegetal suspendido en agua y posteriormente lo rompía con una aguja, lo que generaba la separación de las células como si fueran vesículas independientes, que continuaban moviendo el agua hacia su interior. Fue así que Triveranus propuso que “la organización de toda la materia viva depende de la acumulación de vesículas que carecen de comunicación entre ellas. De estas vesículas todos los cuerpos vivos están formados, y todo lo que contienen consecuentemente se disuelven”.
3. ¿Qué contenían las células? De Mirbel postulaba lo mismo que el botánico inglés Nehemiah (1641-1712), referente a que las células iniciaban como espacios vacíos que posteriormente crecían y se llenaban de savia. En este sentido, los franceses y los alemanes estaban parcialmente de acuerdo.
4. ¿Todos los tejidos, incluyendo los vasos, se conformaban de células? En este aspecto, los alemanes consideraban que todos los tejidos eran parte de esta membrana, pero De Mirbel era enfático en que la única excepción eran los tubos espirales de los pinos y otras coníferas.

Estas hipótesis comenzaron a dirigir los trabajos con células, puesto que en 1804 la Sociedad Real de Ciencias en Göttfried, Alemania, declaraba los ganadores de un concurso de ensayos sobre las plantas donde los tres primeros lugares fueron para artículos que hablaban sobre diversos aspectos de las células: Johann Friedrich Link (1767-1851), declarado como el ganador tras postular fuertes evidencias observacionales de que en efecto las células eran unidades independientes y no parte de una membrana homogénea; Ludolf Cristian Triveranus (1779-1864), segundo por su ensayo sobre cómo se desarrollaban las células a partir de los embriones vegetales basado en sus observaciones de la germinación de semillas; y Karl Rudolfi (1771-1832), quien quedó tercero al postular al igual que Link que las células eran unidades independientes que no compartían sus paredes celulares.Este evento dirigiría parcialmente la atención sobre los trabajos alemanes, principalmente porque De Mirbel y sus colegas franceses hacían hincapié sobre la especulación e inferencia con base en las observaciones meticulosas sobre las deducciones, mientras que los alemanes realizaban una combinación de ambas cosas.Las cosas que ya eran un consenso entre los botánicos era que todos los tejidos vegetales se conformaban de células, que eran unidades independientes. Pero los aspectos de la comunicación, el contenido celular y la formación de nuevas células eran los más recurrentemente estudiados.
En Bélgica, Barthélemy Dumortier (1797-1828), un renombrado botánico, fue partidario de las ideas de De Mirbel de que las células provenían de otras células, proponiendo la fusión binaria como mecanismo, algo que aparentemente se observaba en ciertos tejidos vegetales: la célula se alargaba a tal punto que terminaba por dividirse en dos.
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