Hammerling - Acetabularia

A comienzos del siglo XX, numerosas observaciones microscópicas acerca del comportamiento de los componentes celulares, especialmente durante la división y la producción de nuevas células, sugerían que el núcleo de las células era el portador de la información hereditaria. En los primeros años de la década de 1930, un investigador llamado J. Hammerling, preocupado por determinar la responsabilidad del núcleo celular en relación a las características y las funciones de la célula, estudió comparativamente el núcleo y el citoplasma en el alga marina Acetabularia.

La acetabularia es un organismo unicelular que presenta características particulares. Su cuerpo está formado por una única célula gigante, de 2 a 5 cm de altura., la cual presenta porciones diferenciadas: un sombrero, un pedicelo y un pie, en el cual se encuentra el núcleo. Existe una especie de Acetabularia que tiene un sombrero en forma de sombrilla compacta, mientras que otra especie tiene un sombrero rasgado, en forma de pétalos. Si se corta el sombrero, en cualquiera de las dos especies, el alga regenera uno nuevo, semejante en apariencia al que le ha sido quitado.Hammerling cortó el pie y el sombrero de una Acetabularia de sombrero compacto, dejando sólo el pedicelo, al cual le implantó el pie, con el respectivo núcleo, tomado de una Acetabularia de sombrero en forma de pétalos. Esta alga trasplantada regeneró, al poco tiempo, un sombrero que tenía una forma intermedia entre ambas especies. Hammerling eliminó entonces ese sombrero, y observó que el alga formaba un nuevo sombrero, que esta vez era idéntico al correspondiente a la Acetabularia que había donado el núcleo y no a la que donó el citoplasma.De acuerdo a estos resultados, Hammerling dedujo que el núcleo dirigía la producción de ciertas sustancias citoplasmáticas que determinaban la forma del sombrero. La razón de que el primer sombrero formado luego del trasplante fuera de una forma intermedia, se debería a que la Acetabularia trasplantada tendría un acúmulo propio de esas sustancias en el citoplasma. Más tarde, cuando se formó el segundo sombrero, dichas sustancias ya se habrían agotado, y por eso la producción de ese nuevo sombrero estuvo totalmente bajo el control del nuevo núcleo. A partir de éste y de otros experimentos relacionados, se ha podido generalizar que el núcleo

desempeña dos funciones fundamentales para las células: Lleva la información hereditaria responsable de que cada célula sea semejante a la célula que le dio origen, y regula las funciones celulares, controlando la formación de todas las complejas moléculas que la célula necesita.Analizando el ejemplo vemos que el investigador parte de un problema o interrogante, es decir, una dificultad que no puede resolverse automáticamente, sino que requiere de una investigación. Es de fundamental importancia que el problema a investigar esté formulado con claridad, evitando ambigüedades, y que sea resuelto con el máximo de rigor posible. En nuestro ejemplo, el problema o interrogante podría expresarse así: ¿Es el núcleo el portador de la información hereditaria?, o sea: ¿Es el núcleo el responsable de que las células hijas sean semejante a las células madre? O, más particularmente: ¿Es el núcleo el responsable de que las Acetabularias de determinada especie tengan siempre el mismo tipo de sombrero? Antes de que el científico pueda comenzar una investigación con el objeto de solucionar dicho problema o interrogante, debe revisar ampliamente los antecedentes sobre el tema, es decir, debe familiarizarse con los estudios previos sobre el tema. De esta forma puede evitar una duplicación innecesaria de esfuerzos y puede aprovechar los datos útiles de otros estudios, para su propio trabajo. Una comprensión adecuada de los trabajos ya realizados se obtiene revisando la literatura científica apropiada, en especial las revistas que publican los trabajos científicos que se realizan en el campo considerado. En nuestro ejemplo, Hammerling sin duda contó con la información acerca de observaciones microscópicas realizadas en diversas células; tuvo en cuenta la opinión de otros científicos acerca del posible papel del núcleo celular, y se interiorizó sobre las características del alga Acetabularia.Después de haber realizado una prolija revisión de la información previa, el investigador está preparado para realizar su propio trabajo. Desde ese momento el desarrollo de los pasos siguientes varía considerablemente dependiendo del investigador y de la naturaleza del material con el cual trabaja. En general, una vez que el investigador ha asimilado todo lo ya conocido sobre el tema, puede formular una hipótesis tentativa, o sea una posible explicación, a manera de conjetura, para el problema del que se trata. La hipótesis que probablemente se planteó Hammerling sería más o menos como sigue: "El núcleo lleva la información hereditaria y por lo tanto dirige las funciones del citoplasma, por ejemplo controla el tamaño y la forma de la célula" (En este caso, eso se evidencia

por la forma del sombrero).La hipótesis o proposición provisional necesita ser verificada para poder llegar a su aprobación o rechazo. Esto se lleva a cabo confrontando la hipótesis con datos y hechos que pueden ser observados. Para ello el científico elabora un diseño experimental que le permitirá trabajar en condiciones controladas, con la finalidad de obtener datos confiables. El diseño puede abarcar una diversidad de metodologías de trabajo, de acuerdo al problema a investigar; por ejemplo experimentos, observaciones, cuestionarios, entrevistas. Los datos pueden obtenerse en la naturaleza o en el laboratorio. Estas observaciones por lo general son apoyadas por equipos o instrumentos científicos, como cámaras fotográficas, microscopios, aparatos de medición química, etc. En el ejemplo analizado se trató de un experimento de laboratorio. Hammerling tomó el pedicelo de una especie de Acetabularia y le implantó el pie con el núcleo, de una especie distinta. Registró cuidadosamente los resultados obtenidos tanto en primer término como después de haber cortado el sombrero regenerado por la Acetabularia trasplantada. Con seguridad empleó varios ejemplares para esta experimentación y la repitió cierto número de veces a fin de confirmar sus hallazgos. En una investigación científica la experimentación permite determinar la relación más probable entre causa y efecto. Al diseñar los experimentos científicos se deben tener en cuenta dos condiciones: 1) Los experimentos deben efectuarse de manera tal que cada conjunto de experiencias difiera de otro en un solo factor. Por ejemplo, no sería correcto que Hammerling hubiera cambiado al mismo tiempo el núcleo de la Acetabularia y los nutrientes que le proveía, porque entonces no hubiera podido establecer cuál de dichos factores era responsable del tipo de sombrero formado. 2) Los experimentos deben poder ser repetidos por otras personas. La repetitividad es uno de los aspectos cruciales del método científico. De las observaciones o experimentaciones surgen una serie de resultados o datos que deben ser analizados e interpretados por el investigador.Esta etapa del trabajo suele denominarse análisis de datos y con frecuencia requiere del tratamiento estadístico de los datos obtenidos, los que finalmente quedarán registrados en tablas, cuadros, gráficos u otros tipos de imágenes y descripciones. La evaluación e interpretación de los resultados permite establecer conclusiones que se desprenden de la investigación realizada. A partir de las conclusiones se podrá decidir el rechazo

(refutación) o la aceptación (validación) de la hipótesis. Si la hipótesis es sostenida (verificada) por cualquier tipo de experiencia que se realice, entonces alcanza un nivel de mayor certeza. En nuestro ejemplo, Hammerling encontró suficientes evidencias para aceptar su hipótesis. De todas maneras, la hipótesis aún conservará el carácter de "explicación probable", ya que otras observaciones o experiencias podrían refutarla. En ciertos casos, las hipótesis suficientemente corroboradas que explican de manera satisfactoria un determinado fenómeno, se pueden generalizar y adquieren validez universal, por lo que pasan a ser consideradas leyes científicas. Los pasos más relevantes del método científico son:

Identificación de un problema o interrogante Búsqueda de información preexistente Formulación de una hipótesis Experimentación y observación Evaluación de los datos Aceptación o rechazo de la hipótesis

Y en cuanto al nivel de validación y generalización, consideramos:Hipótesis -----> Leyes -----> Teorías -----> Principios.El método científico comentado es conocido también como "método hipotético- deductivo" y es de tipo cuantitativo, ya que se registran datos cuantificables y con frecuencia se usan técnicas estadísticas. El control y el rigor de las observaciones y experimentaciones resultan de fundamental importancia.

Acetabularia son algas verdes gigantes (0,5 a 10 cm de largo), unicelulares y uninucleares, marinas, con una forma característica de paragua. Se hicieron muy famosas con los experimentos de Joachim Hammerling en los 1930s, donde trasplantando partes de A. mediterranea y de A. crenulata mostró que la información genética de los eukaryotes está contenida en los núcleos.Acetabularia está en el límite de los organismos unicelulares, siendo uno de los más grandes ejemplos hallados. Tiene además un núcleo grande, de unos 100 micrómetros

Etapas de vida y partes de la acetabulariaRizoide: Raíz o parte inferior de las plantas

Ápice del tallo: Parte superior del tallo

Verticilos: conjunto de tres o más hojas que brotan de un tallo en el mismo nivel

Sombrerillo: se encuentra en la parte superior del tallo, unido al ápice; presenta 1cm de diámetro

Tallo: órgano que sostiene a las hojas, flores y frutos. Sus funciones principales son las de

sostén y de transporte de fotosintatos entre las raíces y las hojas.

Núcleo:

A comienzo de la década del 1930 Joachim Hämmerling estudió las funciones comparativas del núcleo y del citoplasma, aprovechando algunas propiedades inusuales del alga marina Acetabularia. El cuerpo de Acetabularia consiste en una célula enorme de 2 a 5 centímetros de altura, él experimentó con esta alga e interpretó que estos resultados significan que bajo la dirección del núcleo se producen ciertas sustancias que determinan la forma del sombrero de la alga. Estas sustancias se acumulan en el citoplasma, razón por la cual el primer sombrero formado después de haber transplantado el núcleo tuvo una forma intermedia, pero para el momento en que se formó el segundo las sustancias determinantes del mismo que había en el citoplasma antes del transplante, se habían agotado y la forma del sombrero estuvo por completo bajo el control del nuevo núcleo.

Estos experimentos indican que el núcleo desempeña dos funciones cruciales para la célula. Primero es el portador de la información hereditaria que determina las características de células hijas. Segundo, como indicaba el trabaja de Hämmerling, el núcleo ejerce una actividad incesante sobre las actividades de las células, asegurando que se sinteticen en las cantidades y tipos necesarios las moléculas complejas que la célula requiere

Biografía

 Joachim Hammerling nació el 09 de marzo 1901 en Berlín fue un botánico alemán y profesor universitario.

Estudió ciencias naturales en la Universidad de Berlín y la Universidad de Marburg . Recibió su doctorado en 1924.

De 1924 a 1931 fue asistente de investigación en el Instituto Kaiser Wilhelm de Biología, y de 1931 a 1940 ejerció como profesor. De 1942 a 1945 fue profesor de biología marina en la Universidad de Berlín. En 1946 se convirtió en director del Instituto Kaiser Wilhelm de Biología y desde 1949 hasta 1970 se desempeñó como director en el Instituto Max Planck de Biología Marina. En 1970 fue elegido miembro extranjero de la Royal Society de Londres (sociedad científica de la ciencia, fundada en noviembre de 1660)Fallece el 05 de agosto 1980 en Wilhelmshaven