Entre la ciencia y la conciencia: la evolución de la investigación animal

La investigación animal es casi tan antigua como la curiosidad científica. ¿Para qué ha servido y cuáles son sus implicaciones?

En la Grecia clásica, pensadores como Alcmeón de Crotona (c. 450 a.C.) hacían cortes en los nervios ópticos para estudiar la visión en animales¹, y Galeno (siglo II d.C.) practicó disecciones buscando la relación entre la estructura y función de los órganos², estableciendo así los fundamentos de la fisiología. No obstante, la investigación con animales no se organizó científicamente hasta el siglo XIX, cuando Claude Bernard definió el método experimental basado en la observación, la formulación de hipótesis y la comprobación controlada en modelos animales3. 

En el siglo XX, los modelos animales fueron vitales para el desarrollo de vacunas, antibióticos y terapias, marcando el nacimiento de la biología moderna. Todo ello trajo una mayor conciencia ética y necesidad de regulación, dando lugar a las primeras leyes de protección animal y a los principios de las “3R”: reemplazar, reducir y refinar⁴. Desde entonces, los modelos animales han acompañado cada uno de los grandes avances de la biología moderna, convirtiéndolos en piezas claves para desentrañar los procesos que sostienen la vida. 

Drosophila: la mosca que nos enseñó todo (o casi todo) sobre genética / la caja de herramientas de la genética

A principios del siglo XX, Thomas Hunt Morgan y su equipo en la Universidad de Columbia utilizaron la mosca de la fruta Drosophila melanogaster como modelo experimental. En 1910 Morgan identificó un mutante de ojos blancos —una característica que demostró estar ligada al cromosoma X— aportando con ello evidencia experimental para sustentar que los genes se encuentran localizados dentro de los cromosomas⁵.

Figura 1.  Macho de Drosophila melanogaster de tipo silvestre, con ojos de color rojo (red-eyed wild-type fly), y mutante para el color de ojo, resultando en ojos de color blanco (white-eyed mutant fly). 

Pero eso fue sólo el comienzo. Con Drosophila se descubrieron los genes homeóticos, conocidos como genes Hox, que funcionan en las primeras etapas del desarrollo para determinar el patrón corporal en los animales. En consecuencia, la pérdida o ganancia de la expresión de estos genes puede cambiar esta identidad y causar transformaciones homeóticas —por ejemplo, una antena puede convertirse en una pata—⁶.  

Figura 2. Mutaciones homeóticas en Drosophila melanogaster. La mutación bithorax produce alas en lugar de balancines y la mutación antennapedia genera patas en lugar de antenas.

Hoy en día, Drosophila continúa siendo un modelo clave para investigar neurodegeneración, plasticidad neuronal o cáncer, gracias a su genoma secuenciado y potentes herramientas genéticas de manipulación⁷. 

Caenorhabditis elegans: un gusano diminuto y transparente para estudiar el desarrollo y la muerte celular

En los años 70, el genetista Sydney Brenner utilizó el nematodo Caenorhabditis elegans, un gusano transparente de aproximadamente un milímetro de largo, para investigar el desarrollo celular. Su transparencia permite estudiar la división celular por microscopía desde el embrión hasta el adulto. Más tarde, se logró reconstruir por primera vez el linaje celular completo de las células somáticas, es decir, seguir el destino de cada célula del cuerpo excepto las sexuales^{8, 9}. 

Figura 3. Desplazamiento de gusano Caenorhabditis elegans. 

Asimismo, se descubrieron genes que regulan la apoptosis (muerte celular programada), tales como ced-3 y ced-4¹⁰. Este descubrimiento demostró que la muerte celular no ocurre al azar, sino por un proceso controlado por genes, esencial para moldear los tejidos durante el desarrollo y mantener el equilibrio en el organismo adulto. Actualmente, C. elegans continúa siendo empleado para estudiar el envejecimiento, la neurobiología, y las interacciones entre microbiota y huésped. 

Xenopus laevis: la rana de los huevos de oro (para investigar el desarrollo)

A partir de los 30s, el anfibio Xenopus laevis ha sido utilizado como modelo en embriología por el gran tamaño y la fácil manipulación de sus óvulos y embriones.  En 1962, John Gurdon llevó a cabo un experimento con Xenopus laevis en el que extrajo el núcleo de una célula intestinal de una rana adulta —una célula ya diferenciada— y lo insertó en un óvulo al que previamente se le había retirado su propio núcleo. El óvulo reconstruido reanudó un desarrollo embrionario normal dentro de una rana hembra receptora y dio lugar a un renacuajo completamente funcional. Este experimento demostró que las células diferenciadas conservan la información genética necesaria para generar un organismo completo¹¹.

Figura 4. Esquema del experimento de trasplante nuclear en Xenopus laevis. Adaptado de J. Panno, Animal Cloning, 2009.

Aunque Gurdon no buscaba clonar, su trabajo sentó las bases para la clonación posterior de mamíferos, incluyendo la oveja Dolly en 1997¹², y para los métodos de obtención de células madre pluripotentes inducidas —células adultas reprogramadas para poder convertirse en casi cualquier tipo de tejido del organismo—¹³.

Mus musculus: el ratón de laboratorio que todos conocemos

Por último, no podemos dejar de mencionar al que se consolidó como modelo mamífero por excelencia: el ratón de laboratorio (Mus musculus). Su genoma comparte más del 99% de similitud con el humano en determinadas regiones¹⁴, y su pequeño tamaño, ciclo reproductivo corto y capacidad para modificar genes individuales mediante técnicas de transgénesis o de eliminación génica (“knockout”) lo convirtieron en una herramienta esencial en la investigación biomédica. Un ratón knockout es aquel al que se le ha inactivado un gen específico para estudiar las consecuencias de su pérdida, mientras que los ratones transgénicos portan genes adicionales —a menudo humanos— para modelar enfermedades complejas. Con este modelo se han desarrollado terapias génicas, desvelado mecanismos moleculares del cáncer y de enfermedades metabólicas, y probado tratamientos inmunológicos antes de aplicarlos en humanos. 

Figura 5. Mus musculus, el modelo mamífero por excelencia.

No obstante, el uso de animales en investigación plantea dilemas éticos y limitaciones prácticas. Mantener colonias resulta costoso, y existen diferencias fisiológicas entre especies: un medicamento eficaz en ratones puede no funcionar —o ser tóxico— en humanos

En España, el marco regulador básico es el Real Decreto 53/2013, que transpone la Directiva 2010/63/EU y establece directrices de bienestar animal en investigación. Esta normativa exige justificar científicamente cada procedimiento, minimizar el número de animales utilizados y reducir al máximo el dolor o sufrimiento, garantizando cuidados apropiados y personal cualificado¹⁵.

En las próximas entradas, trataremos estrategias alternativas —como organoides, embrioides, blastoides o conectoides— que parecen estar abriendo el camino hacia una investigación más ética. Estos avances están permitiendo comprender los procesos humanos con una precisión cada vez mayor, lo que a su vez plantea nuevas dudas sobre los límites de lo que podemos —o deberíamos— hacer.

De momento, os planteamos algunas cuestiones para reflexionar: ¿Reproducen estos sistemas fielmente las condiciones fisiológicas de los humanos? ¿Qué implicaciones éticas tiene crear sistemas tan parecidos a nosotros que, de cierta manera, difuminan la frontera entre lo natural y lo artificial? ¿Debería aplicarse la misma normativa ética que rige la investigación en animales de experimentación en organoides? ¿Pueden sustituir completamente a la experimentación animal? Estas son solo algunas de las cuestiones que abordaremos a lo largo de las próximas semanas, pero nos interesa conocer vuestras ideas y opiniones, por lo que os animamos a compartirlas en los comentarios. 

Y, por si alguien quiere seguir indagando y hacerse más preguntas sobre el papel de los animales en la investigación científica y los dilemas éticos que esto implica, dejo este artículo sobre por qué los animales importan: argumentario sobre la experimentación animal. 

Nos vemos la próxima semana!

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[1] Ávila-Rivera JG. Alcmeón de Crotona [Internet]. Saberes y Ciencias. 2015. Disponible en: https://saberesyciencias.com.mx/2015/07/01/alcmeon-de-crotona/

[2] Rodríguez-Salazar LM. Galeno y Vesalius y la revolución científica en la circulación sanguínea: historia y epistemología para la educación. Angiologia. 2018;70(5):202–4. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.angio.2018.03.001

[3] Claude Bernard: Fundador de la medicina experimental [Internet]. Academia Nacional de Medicina de Colombia - Órgano consultor del Gobierno Nacional en temas de salud y educación médica. Academia Nacional de Medicina de Colombia; 2018. Disponible en: https://anmdecolombia.org.co/claude-bernard-fundador-de-la-medicina-experimental/

[4] Sdfsf M. Legislación en experimentación animal [Internet]. Secal. Sociedad Española para las Ciencias del Animal de Laboratorio - SECAL; 2020. Disponible en: https://secal.es/legislacion-en-experimentacion-animal/

[5] Green MM. 2010: A century of Drosophila genetics through the prism of the white gene. Genetics. 2010;184(1):3–7. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1534/genetics.109.110015

[6]  Buffry AD, McGregor AP. Micromanagement of Drosophila Post-Embryonic Development by Hox Genes. J Dev Biol. 2022 Feb 18;10(1):13. doi: 10.3390/jdb10010013. PMID: 35225966; PMCID: PMC8883937.

[7]  Bier E. Drosophila, the golden bug, emerges as a tool for human genetics. Nat Rev Genet. 2005 Jan;6(1):9-23. doi: 10.1038/nrg1503. PMID: 15630418.

[8]  Sulston JE, Horvitz HR. Post-embryonic cell lineages of the nematode, Caenorhabditis elegans. Dev Biol. 1977 Mar;56(1):110-56. doi: 10.1016/0012-1606(77)90158-0. PMID: 838129.

[9]  Sulston JE, Schierenberg E, White JG, Thomson JN. The embryonic cell lineage of the nematode Caenorhabditis elegans. Dev Biol. 1983 Nov;100(1):64-119. doi: 10.1016/0012-1606(83)90201-4. PMID: 6684600.

[10]  Ellis HM, Horvitz HR. Genetic control of programmed cell death in the nematode C. elegans. Cell. 1986 Mar 28;44(6):817-29. doi: 10.1016/0092-8674(86)90004-8. PMID: 3955651.

[11] Gurdon JB. The transplantation of nuclei between two species of Xenopus. Dev Biol. 1962;5:68–83. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/0012-1606(62)90004-0

[12] Wilmut I, Schnieke A, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature. 1997 Feb 27;385(6619):810-3. PMID: 9039911.

[13] Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell [Internet]. 2006;126(4):663–76. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2006.07.024

[14] Peters, L., Robledo, R., Bult, C. et al. The mouse as a model for human biology: a resource guide for complex trait analysis. Nat Rev Genet 8, 58–69 (2007). https://doi.org/10.1038/nrg2025

[15] BOE-A-2013-1337 Real Decreto 53/2013, de 1 de febrero, por el que se establecen las normas básicas aplicables para la protección de los animales utilizados en experimentación y otros fines científicos, incluyendo la docencia. Www.boe.es. 2021. Available from: https://www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2013-1337

Figura 1: https://cienciaes.com/ciertaciencia/2019/03/12/herencia-bien-entendida/

Figura 2: https://www.nature.com/articles/d41586-018-00492-w; https://cnho.wordpress.com/2014/04/22/una-mutacion-una-nueva-especie/

Figura 3: File:CrawlingCelegans.gif . Wikimedia.org. Disponible en: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2859708

Figura 4: BELOSTICALLE. Blogspot.com. [citado el 9 de octubre de 2025]. Disponible en: https://belosticalle.blogspot.com/2012/10/

Figura 5: Eficiencia de ocho cebos alimentarios anticoagulantes en Mus musculus. Disponible en: https://prod.senasica.gob.mx/ALERTAS/inicio/pages/single.php?noticia=17548