Lectura 4.  La célula: Un concepto en evolución ¿Cómo se constituyó la teoría celular?

¿De dónde proviene la palabra célula?

De acuerdo con Mariano Arnal, los romanos fueron quienes le llamaron cellulae a cada una de las cavidades hexagonales llenas de cera de los panales de abejas. Para ellos cellulae era el diminutivo de cella, como celdilla lo es de celda. Usaban este diminutivo para denominar cualquier recinto o aposento pequeño, especialmente para animales. La cella de la que deriva la palabra celda no es en latín estrictamente una celda, sino una despensa. Posteriormente, se extendió el significado de esta palabra a otros lugares que se destinaban para habitación, sin ser esa su función original. Por lo tanto el significado original de cella es el de despensa (que en castellano terminó en la palabra silo)”. Silo es un depósito cilíndrico que, cargado por su parte superior, se vacía por la inferior y sirve para almacenar granos.

¿Quién fue el científico que observó por primera vez las células?

Fue Robert Hooke (1635-1703) quien en 1665 al realizar cortes muy finos del árbol de corcho adulto observó, con ayuda de uno de los primeros microscopios fabricados, espacios más o menos hexagonales limitados por paredes gruesas, a los cuales se refirió como “poros”, y que –de acuerdo a su apreciación- le daban a la superficie un aspecto semejante al de un panal de abejas. Hooke relacionó estos pequeños espacios con las habitaciones pequeñas de los monjes, de tal manera que a estos diminutos compartimentos los denominó cellulae que en latín significa “aposentos pequeños”. De ahí el origen del término biológico “célula”, el que también puede derivarse del griego “kytos” que quiere decir “hueco o espacio”.

Es evidente que lo que Hooke observó eran las paredes de celulosa de células muertas. Sin embargo no se imaginó que estuvieran muertas, ya que, ni él ni otro en aquel tiempo sabían que las células podrían estar vivas.

¿Qué descubrimientos hicieron los científicos en las células?

En plantas vivas Hooke identificó un “jugo” en el interior de dichas celdas, que interpretó como parte del sistema de circulación de la savia. Paralelamente a Hooke, el italiano Marcello Malpighi (1628-1694), y el inglés Nehemiah Grew (1641-1712), cada quien por separado, estudiaron la estructura de los órganos vegetales e hicieron innumerables descripciones morfológicas con ayuda del microscopio. Durante los años restantes de los siglos XVII y XVIII se progresó muy poco en el conocimiento de la célula. Sin embargo, durante el siglo XIX, los descubrimientos en torno a la célula se multiplicaron notablemente. Así por ejemplo, el médico y botánico escocés Robert Brown (1773-1858) en 1831, al trabajar con células de la epidermis de la flor de las orquídeas, descubrió el núcleo (diminutivo de nux, nuez) al que reconoció como el elemento básico de la estructura vegetal. En 1835 el zoólogo Félix Duyardin (1801-1860) descubrió -en el interior de las células- una sustancia homogénea, elástica, contráctil y gelatinosa, a la que en 1840 denominó “sacorda”, y que más adelante el médico checo Jan Evangelista Purkinje (1787-1869) introdujo en zoología el término “protoplasma” en sustitución del término “sacorda”. Sin embargo, fue Hugo von Mohl (1805-1872) quien lo generalizó al introducirlo en botánica en 1846.

En 1835, Gabriel Valentín, describió el nucleolo y un año después introdujo el término “parénquima” para referirse a la substancia situada entre el núcleo y la pared de la célula.

Desde el punto de vista de Mariano Arnal “con el descubrimiento del protoplasma quedó asentado el concepto de célula como una despensa bien provista, hasta llegar a la conclusión de que la sustancia de la célula no eran las paredes de la despensa (que podían faltar), sino su contenido”.

¿Cuáles son los antecedentes de la teoría celular?
A finales del siglo XVIII la comunidad científica convencida de que la naturaleza de la materia era infinita y que detrás de cada estructura última debía haber otra más elemental, a la cual pudiera ser reducida la primera, se continuó con esta búsqueda hasta que aparece en escena Lorenz Oken (1779-1851), quien a principios del XIX propuso que los organismos macroscópicos estaban constituidos por la fusión de seres primitivos similares a los “infusorios”. Estos, según Oken, habían perdido su individualidad en favor de una organización superior. También supuso que estos organismos microscópicos debían ser esféricos debido a consideraciones exclusivamente estéticas y en el convencimiento de que debía mantener cierta correspondencia con la forma del planeta. Aunque las consideraciones de Oken fueron sólo especulativas, sin duda prepararon el terreno para el surgimiento de la teoría celular, ya que proveyeron un marco teórico para interpretar las observaciones microscópicas.

¿Cuándo se formuló la teoría celular?

El primer paso en la generalización e interpretación de las observaciones de las células fue dado por el botánico alemán Matthias Jacob Schleiden (1804-1881), quien afirmó que la célula es la unidad elemental que constituye la estructura de las plantas. Por su parte, la contribución del gran fisiólogo y morfólogo alemán Theodor Schwann (1810-1882) a la teoría celular no sólo consistió en extender al campo de los animales los descubrimientos hechos por Matthias Schleiden en las plantas, sino también en formular un principio acerca de la generación de las células en los seres vivos y estableció la correspondencia estructural y funcional entre plantas y animales. Sostuvo la importancia del núcleo, aunque el origen de este se determinó hasta 1855 con Rudolph Virchow (1821-1902).

¿Qué otro postulado de la teoría celular faltaba por formularse?

La siguiente aportación significativa a la teoría celular la hizo el médico, patólogo, fisiólogo y también estadista alemán Rudolph Virchow, quien más tarde descifró el problema del origen de las células. Este científico fue quien afirmó “...dondequiera que se origine una célula, allí tiene que haber existido previamente otra célula (ommis cellula e cellula), lo mismo que un animal sólo puede provenir de un animal y una planta de otra planta”. Con esta aportación quedó establecido que la célula no sólo era la unidad anatómica y fisiológica, sino también la unidad de origen de todos los seres vivos. Además se cuestionó la idea de que la vida surgió por generación espontánea.

Finalmente los Postulados de la Teoría Celular

Las observaciones de Schleiden, Schwann y Virchow fueron reunidas en lo que actualmente se conoce con el nombre de teoría celular, la cual está conformada por tres principios:

1.    La célula es la unidad básica de estructura y función en un organismo multicelular.

2.    La célula es la forma de vida más pequeña.

3.    Todas las células provienen de células preexistentes o dicho de otra forma, la continuidad de la vida surge directamente del crecimiento y división de células individuales.

¿Qué ocurrió después de la formulación de la teoría celular?

A partir del momento en que la célula fue considerada la unidad fundamental de la vida, aumentó el interés por estudiarla. El perfeccionamiento de los microscopios y de las técnicas de tinción permitieron el rápido avance de las observaciones y descripciones celulares. Hacia finales del siglo XIX, se identificaron los principales organelos, evidenciando la complejidad del citoplasma muy alejada de la simpleza que le otorgaban los primeros científicos que lo observaron.

Por su parte, la teoría celular causó un gran impacto teórico.  Produjo un marco apropiado para el progreso posterior de la biología celular, al presentar a los biólogos algo uniforme y coherente en donde fundamentar sus estudios sobre la célula. Con ella, la investigación de la biología celular cambió para siempre, llevando las investigaciones hacia el terreno de lo microscópico.

Además cuando la teoría celular fue formulada, los científicos desecharon la idea de la generación espontánea, la cual afirmaba que los seres vivos provenían de lo no vivo. Reconocieron que la vida provenía directamente del crecimiento y división de las células.

También otorgó una explicación lógica sobre como pudieron haber evolucionado los organismos multicelulares a partir de formas unicelulares.

El establecimiento de la teoría celular también tuvo otras repercusiones importantes, Virchow encontró que las enfermedades de los organismos eran el resultado de los trastornos que ocurrían en ciertos grupos celulares, con lo que se ubicó a los procesos patológicos en el marco de la teoría celular. De acuerdo con Savín (1995), Albert Kolliker aplicó esta teoría a la embriología y demostró que el espermatozoide y el óvulo son células originadas en los tejidos y que el encuentro de ambos produce la célula huevo o cigoto, de la cual se forma un nuevo organismo multicelular.