Publicaciones

Bol. R. Soc. Esp. Hist. Nat. 14, 2017


Cartografiando la anatomía / Cartografando a anatomia


Mapping the anatomy

Julia Audije-Gil1, Oscar Cambra-Moo, Orosia García Gil & Armando González Martín

Bol. R. Soc. Esp. Hist. Nat. 14: 343-362, 2017

Resumen

Un mapa es una forma de comunicación en la que el mensaje sobre la información espacial se transmite mediante un lenguaje visual y escrito. Lejos de ser una herramienta exclusivamente geográfica, se trata de una representación gráfica y simbólica de cualquier realidad de la que se tenga conocimiento planimétrico. Por lo tanto, la naturaleza puede ser cartografiada a todos sus niveles y la información de la anatomía de los organismos actuales y fósiles no es una excepción. Históricamente, se ha cartografiado la anatomía a nivel macroscópico y microscópico. Respecto a la cartografía de la macroanatomía, para que un mapa sea considerado como tal debe manifestarse en un estilo lingüístico estandarizado por convenio. Los mapas anatómicos, al igual que el resto, poseen un lenguaje de referencia específico. A partir de la Edad Moderna, en el momento en que se estandariza este lenguaje en la cartografía anatómica, se diversifican las posibilidades de investigación de la macroanatomía. Por un lado, se cambia de la ilustración o boceto clásico de la anatomía, de tipo más artístico y reflejando en muchos casos las creencias filosóficas y religiosas de la época, al dibujo de la cartografía anatómica basado en el método empírico-analítico, propio de las ciencias naturales y sociales, y que posee dicho lenguaje estandarizado. Por otro lado, a partir del siglo XVIII, se pasa de un estudio de los seres vivos a nivel individual, a un análisis que integra a los organismos en conjunto (a nivel de especies y de poblaciones), es decir se empieza a adquirir un interés evolutivo y taxonómico en los estudios anatómicos. Entonces, una disciplina incipiente, la anatomía comparada, comienza a sentar las bases de la cartografía anatómica con perspectiva ontogenética y evolutiva. Tiempo después del apogeo de ésta, a principios del siglo XX, se desarrolla una nueva fase en el estudio de la forma orgánica, en la que resurge el interés por analizar la morfología de los seres vivos y sus procesos de crecimiento desde una perspectiva matemática, a través del mapeo de estructuras y la modelización. Estas ideas fueron muy innovadoras para su época y constituyeron el punto de partida teórico para el desarrollo de otra técnica (una de las más recientes) de cartografiado anatómico de superficie: la morfometría geométrica. Todos estos métodos tradicionales para el estudio de la anatomía macroscópica se basaban en técnicas invasivas directas (como la disección) que permitían la observación de los sistemas y órganos que componen el cuerpo humano y de otros animales. Sin embargo, a finales del siglo XIX surge una técnica que revoluciona el estudio del interior de los organismos, permitiendo su estudio con estos aún vivos y de forma no invasiva, indirecta. Este punto de inflexión es el descubrimiento de los rayos X, que permitió el desarrollo de la radiología y la tomografía. Respecto a la anatomía microscópica o microanatomía, en ella se estudian los niveles de la organización biológica no observables a simple vista, como son el tejido, la célula y la molécula. Por lo tanto, su origen como disciplina está directamente ligado a la invención del microscopio y los primeros trabajos de exploración en histología. Esta se reveló desde sus inicios como una disciplina muy útil en el estudio de la historia del crecimiento y la evolución de las especies, desde un punto de vista actualista y también desde el histórico, gracias precisamente al mapeo y la cuantificación de las estructuras tisulares. Su principal inconveniente radica en que se basa por lo general en técnicas invasivas directas y por lo tanto, pseudodestructivas. Como sucedió para las investigaciones de macroanatomía, la búsqueda de métodos que permitieran analizar el interior de las partes de los organismos mediante técnicas no que alteraran lo mínimo posible los especímenes objeto de estudio, se investigó en el desarrollo de herramientas para el mapeo indirecto de las estructuras microanatómicas. Así, surgen las técnicas de microtomografía, de nuevo, son herederas directas de la radiografía y la tomografía y, por lo tanto, basadas también en las propiedades de los rayos X. Gracias a la revolución tecnológica y digital de las últimas décadas, se ha producido un auge de las técnicas de cartografiado de la anatomía (a nivel macroscópico y microscópico). Las nuevas técnicas de tratamiento de imágenes, bi y tridimensionales, han conllevado un cambio en el concepto del mapa anatómico, de la ilustración o boceto clásico a la imagen cuantificable y virtual. Hoy en día, el estudio de la anatomía se ha convertido en un análisis muy versátil, utilizándose tanto las técnicas clásicas de investigación que siguen aportando información muy útil (e.g., estudios morfológicos clásicos de anatomía comparada, paleohistología). Los resultados obtenidos del ‘mapeo’ de las macro y microestructuras anatómicas tienen importantes implicaciones para la Biología Evolutiva y del Desarrollo, la Ontogenia, la Ecología y la Paleontología.

Palabras clave: Macroanatomía, Microanatomía, Posición anatómica, Morfometría geométrica, Rayos X, Paleohistología

Abstract

A map is a communication way in which the message, related to spatial information, is transmitted through a visual and a written language. Far from being an exclusively geographic tool, it is the graphic and symbolic representation of a reality of which a planimetric knowledge is known. Therefore, nature can be mapped at all levels and the information on the anatomy of extant and extinct organisms is no exception. Along the history, anatomy has been mapped at the macroscopic and microscopic level. Regarding the cartography of the macroanatomy, a map must be express in a standardized language style. It means that anatomical maps, like other types of maps, have a specific reference language which has been reached by international consensus. This language was standardized in anatomical cartography after the Modern Age, and the research possibilities of the macroanatomy diversified. On the one hand, the classic sketch of the anatomy, of a more artistic type and reflecting in many cases the philosophical and religious beliefs of the time, changed to the drawing of anatomical cartography based on the empirical-analytical method, typical of the Natural and Social Sciences, and which possesses such standardized language. On the other hand, from the 18th century onwards, the study of living beings at an individual level change to an analysis that integrated organisms together as a whole (at the level of species and populations). That is to say, anatomical studies began to acquire an Evolutionary and taxonomic interest. Then an incipient discipline, the Comparative Anatomy, stablished the foundations of anatomical cartography with an ontogenetic and evolutionary perspective. After its apogee, at the beginning of the 20th century, a new phase was developed in the study of the organic form, in which the aim was to analyze the morphology of living beings and their growth processes from a mathematical perspective through the mapping of its structures and modeling. These ideas were very innovative and constituted the theoretical starting point for the development of another technique (one of the most recent) of surface anatomical mapping: geometric morphometrics. All these traditional methods for the study of macroscopic anatomy were based on direct invasive techniques (such as dissection) that allowed the observation of the systems and organs of the human body and other animals. However, at the end of the 19th century a technique emerged that revolutionized the study of the organisms inside, allowing their study noninvasively and being alive (i. e., indirectly). This turning point is the discovery of X-rays, which allowed the development of radiology and tomography. Concerning the microscopic anatomy or microanatomy, it is the study of the levels of biological organization not observable to the naked eye, such as the tissue, the cell and the molecule. Therefore, its origin as a discipline is linked directly to the invention of the microscope and the first works of exploration in histology. This was revealed from the outset as a very useful discipline in the study of the history of growth and evolution of species, thanks precisely to the mapping and quantification of tissue structures. Its main problem is that it is usually based on direct invasive and, therefore, pseudo-destructive techniques. As it was the case for macroanatomy investigations, the search for methods that allowed the analysis of the inside of the organisms (by means of techniques that did not alter the specimens), tools for the indirect mapping of Microanatomic structures were investigated. Thus, microtomography techniques arise, which are direct heirs of the X-rays and the tomography (based too on the properties of the X-rays). Thanks to the technological and digital revolution of the last decades, there has been a rise in the techniques of mapping of the macroscopic and microscopic anatomy. The new bi and three-dimensional imaging techniques have entailed a change in the concept of the anatomical map, from the classic illustration or sketch to the quantifiable and virtual image. Nowadays, the study of anatomy has become a very versatile analysis, using both classic research techniques, that continue to provide useful information (e.g., classical morphological studies of comparative anatomy, paleohistology), such as new tools (e.g., geometric morphometrics, tomography and microtomography). The results obtained from the mapping of macro and microstructures have important implications for Evolutionary and Developmental Biology, Ontogeny, Ecology and Paleontology.

Keywords: Macroanatomy, Microanatomy, Standard anatomical position, Geometric morphometrics, X-rays, Palaeohistology





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