August Weismann y la teoria del plasma germinal

Universidad Nacional Autónoma de MéxicoFacultad de ciencias 2014 González Arias Miguel Ángel August Weismann (1834-1914) Vida Músico, Medico, Biólogo Alemán cuyo trabajo consistió en:     Desarrollo y el perfeccionamiento de la teoría del plasma germinal Desacreditar el precepto Lamarckista de herencia de caracteres adquiridos. Apoyo al pensamiento darwinista y al principio de selección natural Neodarwinismo (Ernst Haeckel y Fritz Müller) Padres:   Johann Konrad August Weismann Elise Eleanore Lübbren Weismann Amante de la naturaleza (observador, recolector, analizador) y de las artes (especialmente de la música de Beethoven, llegándose a consumar como pianista). Tenía afinidad a los campos de la química y la física, pero que por criterios familiares, estudio medicina obteniendo su título en 1856 realizando estudios sobre las fibras del músculo cardiaco hasta 1859 por la guerra entre Austria e Italia, sirviendo al ejército como cirujano. No fue sino hasta el 1861 que empezó en las ciencias biológicas comenzando sus estudios en embriológica de insectos. Durante 2 meses trabajo con Rudolf Leuckart el cual sería la persona de mayor influencia durante su carrera. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------Rudolf Leuckart     Fundador de la parasitología moderna Estudioso de los invertebrados Especialización funcional de las termitas Enfatizo en el polimorfismo (variación en la secuencia de un lugar determinado del ADN entre los individuos de una población) -------------------------------------------------------------------------------------------------------------Se convirtió en el médico privado del Archiduque de Austria Stephan durante 1861-1863 otorgándole prestigio ante la sociedad abriendo su panorama ante las fuentes de información hasta concebir su primera obra ¨Die Entwicklung der Dipteren¨ (El desarrollo de Diptera1) en 1864. Al salir ¨El origen de las especies¨ en 1859 le leyó y acepto las ideas siendo estas de gran influencia en su pensamiento. 1 Orden de insectos que poseen sólo dos alas membranosas Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de ciencias 2014 González Arias Miguel Ángel Teoría del plasma germinal Tal ocupo los últimos treinta años de su vida activa como científico, siendo de índole ¨pangenica¨ se centra en los aspectos de herencia y la evolución. Se publicó por primera vez en el año 1883. Sin embargo no fue el primero en sugerir tal principio de continuidad del plasma del germen, pero si le hizo desarrollarse en su totalidad. Reconoce dos tipos de sustancias (Plasma):   Germinal: se transmite de generación en generación (la parte inmortal) es la sustancia alrededor de la cual se desarrollan las nuevas células. Está constituida por la unión del esperma y el óvulo. En el momento de la fecundación del óvulo se reúnen varias líneas ancestrales de plasma germinativo. El material hereditario se encuentra dentro del núcleo (cromatina) de los gametos y únicamente este se reduce a la mitad durante la maduración de los espermatozoides u óvulo. La línea germinal es predeterminada y en las primeras etapas del desarrollo es aislada. Este plasma está constituido por moléculas “bióforas”, cuyo conjunto forman unidades superiores o “determinantes” que definían la formación de un tipo celular específico. El conjunto de determinantes necesarios para producir el organismo completo se denomina “Id”. A su vez, el conjunto de “Id´s” constituía una entidad organizada que asimilaba, crecía y se dividía como una unidad. Somático: constituye el cuerpo de los organismos. Constituye la mayor parte del cuerpo de un individuo .Las células somáticas perdían gémulas durante su diferenciación y por lo tanto no podían ser utilizadas para reconstituir el individuo. Ambos son independientes, de modo que cualquier modificación que sufriera el plasma somático no sería transmitida a los descendientes. Las características somáticas adquiridas por un individuo no serían heredables dado que, como las células que forman parte del cuerpo de los organismos son diferentes de las células sexuales los cambios en el cuerpo no pueden transferirse a las células germinales y no pasarían a la siguiente generación. Como todo el organismo procede de una sola célula, suponemos que ésa célula pertenece a la línea germinal. La línea germinal constituiría así la continuidad de la información genética entre generaciones, mientras que la línea somática, sería una especie de sub-producto. Todo lo importante ocurriría en la línea germinal. El resto del organismo sería material de segunda clase, producto de deshecho del plasma germinal. Sostenía que el número de cromosomas se deben reducir a la mitad durante la formación de las células reproductoras para evitar duplicación de la germinal en cada generación (hipótesis de que la "reducción" debe producirse durante el proceso). Creía que durante la fertilización cada línea germinal transportaba las variaciones, y estas se combinarían con otras creando nuevas combinaciones de variaciones. La determinación temprana de las células germinales y reactivación hasta el periodo de la maduración sexual, lo llevó a postular que permanecían intactas con todos sus determinantes completos para dar continuidad a la siguiente generación, sin ver se afectadas por las condiciones de vida de los organismos que las portaban. De modo que las células germinales eran inmortales y las somáticas perecederas. Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de ciencias 2014 González Arias Miguel Ángel Problemas de la teoría Uno de los problemas de la teoría fue que dejaba sin explicar el origen de la sustancia germinal y se vio obligado a remitirlo al origen mismo de la vida, lo cual significaba que el potencial evolutivo de la vida ya estaba predeterminada desde el primer organismo vivo. Por lo tanto la evolución sería un proceso de desarrollo que partió de seres unicelulares totipotentes que dieron lugar, por diferenciación, a las distintas formas de vida, que han perdido la totipotencia del plasma germinal inicial. Otro problema era la consideración a organismos unicelulares, donde la distinción entre el somatoplasma y el plasma germinal es difícil de elucidar; Por ejemplo si un protozoario luchaba contra las corrientes de agua y en consecuencia adquiría un protoplasma más resistente, dicha característica se transmitiría a la descendencia. Sus trabajos sobre el desarrollo y la determinación celular en las hidras lo llevaron a reconocer que en plantas e invertebrados no siempre se daba una determinación temprana de las células germinales y en consecuencia reformula sus ideas con la hipótesis de que una pequeña porción del núcleo permanecía intacta durante el desarrollo embrionario hasta el momento en que se formaban las células germinales. Es falso también el hecho de que a partir de linaje somático no se puede obtener un organismo nuevo, ello es plausible en la actualidad con los métodos de clonación a partir de una muestra de tejido (Caso de la famosa oveja Dolly) Contra el precepto Lamarckista Objetaba el argumento Lamarckiano porque carecía de pruebas experimentales, considerándolo como un obstáculo para la investigaci6n de los procesos al interior de la célula que podrían explicar cómo surgían las variaciones. Durante sus experimentos cortó las colas de ratones durante varias generaciones, pero no encontró ninguna tendencia al acortar cola y que ello beneficiara a generaciones venideras. Por lo tanto la única manera de adquirir Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de ciencias 2014 González Arias Miguel Ángel características que se pudieran pasar a la descendencia era si las células germinales se afectaran. Por ello creía que el medio ambiente no afectaba de alguna manera la herencia. Incluso se habla de una ¨selección germinal¨ en donde los factores determinantes lucharon entre y que los más óptimos eliminaron a los más débiles. Por lo tanto, sólo estos sobrevivirán en el plasma germinal y para poder ser transmitidos a la descendencia, lo cual le llevo a pensar que ello podría ser responsable de la pérdida de órganos durante la evolución. Aporta también una explicación al hecho de que las deformaciones y otras características adquiridas por un individuo por la acción del ambiente no se transmiten directamente a su descendencia, ya que el somatoplasma del cuerpo no influye en las células sexuales Figura 2 : Representación grafica de los experimentos de Weismann con las colas de ratones. Importancia Sus ideas dieron cabida a las conjeturas de los conceptos de fenotipo y genotipo en un organismo, eh incluso puede considerase su contraste al denominado dogma central de la biología molecular. Su proyección se puede resumir en:     Los cambios en el genotipo son aleatorios Cambia el fenotipo de la descendencia solo si hay cambio en el genotipo La única fuente de cambio para que la selección natural pueda trabajar es el proceso de mutación (altamente azaroso) en los gametos. La evolución es producto de las variaciones adquiridas a través de numerosas generaciones. Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de ciencias 2014 González Arias Miguel Ángel En una sola teoría explica la división y reducción meiótica, reproducción sexual, el desarrollo y la selección natural como procesos que intervienen en el fenómeno de la herencia .Es uno de los más respetados biólogos de finales del siglo XIX y principios del siglo xx, Ernst Mayr le considera como el segundo más notable teórico evolucionario sol detrás de Darwin. Sus ideas sobre la herencia y el desarrollo dieron origen a un intenso debate e investigación, considerando que a partir de ello surge el denominado ¨neodarwinismo¨. Fue uno de los primeros biólogos de negar la herencia suave2 por completo. Si no existe la herencia de caracteres adquiridos, entonces no hay necesidad de postular la migración del material genético de las células sonaticas a las células germinativas. Las ideas de Galton y Weismann habían construido un marco conceptual sobre el cual algunos biólogos comenzaban a pensar en términos de herencia dura. Pensaba en "la influencia de condiciones externas sobre el material hereditario evolutivo" sin embargo, esta confianza en la herencia suave aparentemente se fue debilitando, pues la puso a prueba con numerosos experimentos entre 1875 y 1880. El redescubrimiento de las leyes mendelianas en 1900 no fue un hallazgo intelectual tan grande, ya que Weismann había pavimentado el camino. - Correns (biólogo, genetista, botánico alemán) Considerando las concepciones de Richard Dawkins (como proyección del pensamiento de (Weismann) ¨La mejor forma de considerar la evolución es basarse en la selección que ocurre en los niveles más inferiores… La idea central que utilizaré fue conjeturada por A. Weismann al finalizar el siglo, antes de que se hablase de los genes, al plantear su doctrina de la continuidad del germen-plasma¨ - Dawkins (etólogo, zoólogo, teórico evolutivo y divulgador científico) Según Dawkins un gen puede ser considerado como:   Unidad que sobrevive a través de un gran número de cuerpos sucesivos e individuales. Porción de material cromosómico que, potencialmente, permanece durante suficientes generaciones para servir como unidad de selección natural. - G.C. Williams (concepto enriquecido por Dawkins con las propiedades de longevidad, fecundidad y fidelidad de la copia). Evolución es:  2 Proceso por el cual algunos genes se tornan más numerosos y otros disminuyen (en número) en el acervo génico. Recordemos que :  Herencia dura es aquella donde el constituyente de la herencia es absolutamente inmodificable  Herencia blanda es aquella constituida por unidades que pueden ser modificadas por otros agentes, incluidos agentes externos. Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de ciencias 2014 González Arias Miguel Ángel Bibliografía:     Vigue, Charles L. (2013) Biographical Encyclopedia: August Weismann, Salem Press. Artículo en línea recuperado desde: http://eds.b.ebscohost.com.pbidi.unam.mx:8080/eds/detail/detail?sid=dee80860-8d0c-4406-83f9f4afe34aacfd@sessionmgr114&vid=3&hid=117&bdata=Jmxhbmc9ZXMmc2l0ZT1lZHMtbGl2ZQ= =#db=ers&AN=88806894 Curtis (2007) Biología. Editorial Panamericana. Sitio en línea revisado el 05/11/2014: http://www.curtisbiologia.com/g1880 Dawkins,R.(1988) El gen egoísta. Editorial Salvat - Biblioteca Científica Salvat. p.p 20, 34, 40,64 Andrade, E (2011) La ontogenia del pensamiento evolutivo: Hacia una interpretación semiótica de la naturaleza. Editorial Universidad Nacional de Colombia. Vicerrectoría Académica. P.p 127, 157-163, 260-401 Lecturas recomendadas:       Weismann (1893) The Germ-Plasm: A Theory of heredity : http://l.academicdirect.org/Horticulture/GAs/Refs/Weismann_1893.pdf Weismann (1994) The Evolution Theory Winther (2001) August Weismann on Germ-Plasm Variation : http://www.rgwinther.com/Publications/WintherRG2001AugustWeismannGermPlasmVariation.pdf Haig (2007) Weismann Rules! OK? Epigenetics and the Lamarckian temptation. http://www.oeb.harvard.edu/faculty/haig/Publications_files/07Weismann.pdf Kirkwood . Cremer (1982) Cytogerontology Since 1881: A Reappraisal of August Weismann and a Review of Modern Progress: http://core.kmi.open.ac.uk/download/pdf/12170010.pdf Martins (2010) Filosofia e História da Biologia. August Weismann, Charles Brown-Séquard e acontrovérsia sobre herança de caracteresadquiridos no final do século XIX. http://www.abfhib.org/FHB/FHB-05-1/FHB-05-1-09-Roberto-Martins.pdf