viernes, 30 de septiembre de 2022

La historia de la genetica III - desde la teoria cromosomica de la herencia hasta la genetica clasica

En los anteriores capítulos de este podcast, hemos hecho un retrospectiva histórica desde la antigüedad, hasta el nacimiento de una nueva ciencia, la ciencia de la herencia, cuyos principios fueron determinados por Gregor Mendel hacia 1865 a partir de los experimentos con el guisante.  Las ideas de Mendel se encontraron descontextualizadas, pues par el momento en que publica sus resultados, el mundo de la ciencia, en concreto la Biología, aun carecía del bagaje científico para entenderlas y aplicarlas.  Es así que 16 años luego de la muerte de Mendel, de alguna manera se podría decir que varias mentes notables, como de Vries, Correns y Tschermak, llegan a más o menos las mismas conclusiones que el monje agustino, cada uno en un contexto diferente pero que definitivamente tenían concepciones distintas a las de Mendel, y más bien trataron de acomodar las ideas de este para justificar sus ideas evolutivas que en ese momento trataban de explicar el mecanismo de creación de híbridos, mas que el mecanismo de transmisión de características.

Sin embargo un cuarto personaje en esta historia llamada oficial, y que no se incluye como uno de los redescubridores de Mendel, a pesar de que fue probablemente el que más lo entendió, y además se encargó  de divulgar sus hallazgos, fue el biólogo inglés William Bateson, quien interpretó y defendió las ideas de Mendel, fundando una corriente de pensamiento llamada Mendelismo, que fue dominante durante los primeros 15 años del siglo 20 y que no debería ser confundido con la Genética Clásica, ideas desarrolladas a partir de 1915 por Thomas Morgan.  Según el Mendelismo, las características no son transmitidas por los gametos sino por elementos o unidades denominados “caracteres–unidad” primero y factores, después, que se transmiten de padres a hijos en las células sexuales. Estas ideas estaban también asociadas a la “presencia – ausencia” según la cual los únicos estados posibles de un “factor” eran bien su presencia o bien su ausencia. 

Acá aparece el trabajo de Morgan y sus colaboradores, destacando que el mismo se opuso al mendelismo de Bateson, al punto en que las teorías de ambos son diferentes.  Ambas teorías se diferencian básicamente en la forma en la que adoptan e interpretan a los “factores”, llamados “genes” en el caso de Morgan, de manera que los factores de Morgan son conocidos en la actualidad como “alelos”. En las ideas de Morgan los genes pueden poseer muchas formas alternativas a diferencia de los postulados de Bateson. Por otra parte, en la genética clásica, hay un concepto que no tiene equivalente en el “mendelismo” que es el mapeo genético. Por tanto, el trabajo de Bateson puede identificarse como un primer programa de investigación, paradigma o teoría genética en cambio, el trabajo de Morgan y sus discípulos es un programa de investigación, paradigma o teoría sucesora

El biólogo norteamericano Walter Sutton fue el primero hacia el año 1902, en proponer que los cromosomas obedecían las leyes de Mendel, señalando “la asociación entre los pares cromosómicos, paterno y materno, y su subsiguiente separación durante meiosis, lo cual podía constituir la base física de las leyes mendelianas de la herencia". Simultáneamente el biólogo alemán Theodor Boveri demostró que era necesaria la presencia de todos los cromosomas para que se llevara a cabo de forma correcta el desarrollo embrionario. Ambos investigadores de forma independiente postulan en 1902 la teoría cromosómica de la herencia que dice “los genes están en los cromosomas”.

Hacia el año 1901 por su parte el zoólogo americano Clarence McClung propuso que el sexo se determina por un solo cromosoma accesorio que portaba la información definida de algunos caracteres asociados al sexo, sin embargo Nettie Maria Stevens quien fuera la primera mujer a la que se le reconoció su investigación científica y que fue pionera en los estudios de la citogenética, propuso que el sexo se determina por la herencia de 2 cromosomas específicos. Es así que casi simultáneamente pero posterior a Stevens, el biólogo norteamericano Edmund Wilson quien propuso las primeras relaciones filogenéticos entre diversos grupos de invertebrados con base en sus investigaciones en embriones de moluscos, nemátodos y anélidos, termina por llegar a las mismas ideas que Stevens en 1905 respecto al mecanismo de determinación del sexo.

Finalmente, Thomas Hunt Morgan descubre en la mosca de la fruta el patrón de herencia ligada al sexo y demuestra en el año 1910 la teoría cromosómica de la herencia.  Las ideas de Morgan permitieron finalmente entender los principios de la genética, separando el mecanismo de la herencia de manera definitiva a la herencia citoplasmática, cimentando la idea de que la herencia implicaba la transferencia de los genes localizados en el núcleo celular, vinculados de forma directa con los cromosomas.  Además, Morgan también postula que la recombinación genética constituye el mecanismo evolutivo fundamental de las especies. 

Morgan continuó sus experimentos y demostró en su Teoría de los genes de 1926, que los mismos se encuentran unidos en diferentes grupos de encadenamiento, y que los alelos se intercambian o entrecruzan dentro del mismo grupo. Sin lugar a dudas Morgan fue un gran hombre de ciencia, cuyas investigaciones se han considerado el pilar fundamental para la comprensión de la genética tal y como la entendemos hoy en día, junto con Gregor Mendel.  

Hoy nuestra máquina del tiempo nos lleva a inicios del siglo XX, donde veremos como las ideas de Bateson y el mendelismo, se mezclan con las ideas de la teoría cromosómica de la Herencia y a través de la escuela de Morgan, se terminan de consolidar dando origen a una disciplina que trasciende más allá de su campo, y hoy es una poderosa herramienta en diversos campos, como la Taxonomía, la Ecología, la Evolución y la Fisiología entre otros

Música del capítulo

Steven Price - Task Force X - Suicide Squad Main Theme
John Paesano - Marvel's Daredevil season 3 OST - End Credits extended
Robert Miles - BlackedBit - Fable - Chiptune 
Robert Miles - Children ( Dream version)

Enlaces

Pereira Martins L. 2007 El desarrollo del pensamiento evolutivo de Thomas Hunt Morgan: 1903-1916.  Epistemología e Historia de la Ciencia; . Volumen 13 Disponible en:

Delgado Echeverría I. 2000. NETTIE MARIA STEVENS Y LA FUNCIÓN DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES. Cuadernos Valencianos de Historia de la Medicina y de la Ciencia.  Disponible en:

Lorenzano P. 2013.  LEYES FUNDAMENTALES, REFINAMIENTOS Y ESPECIALIZACIONES: DEL “MENDELISMO” A LA “TEORÍA DEL GEN” Disponible en:

Lorenzano P. 2008. INCONMENSURABILIDAD TEÓRICA Y COMPARABILIDAD EMPÍRICA: EL CASO DE LA GENÉTICA CLÁSICA.  ANÁLISIS FILOSÓFICO XXVIII Nº 2. Disponible en: http://scielo.org.ar/pdf/anafil/v28n2/v28n2a05.pdf   

Lorenzano P. 2007. “Filosofía diacrónica de la ciencia: el caso de la genética clásica”, en Martins, L.A.-C.P., Prestes, M.E.B., Stefano, W. y R.A. Martins (eds.), Filosofia e história da biologia 2, São Paulo: Fundo Mackenzie de Pesquisa (MackPesquisa) pp. 369-392. Disponible en:

Lorenzano P. 2002. “La teoría del gen y la red teórica de la genética”, en Díez, J.A. y P. Lorenzano (eds.), Desarrollos actuales de la metateoría estructuralista: problemas y discusiones, Quilmes: Universidad Nacional de Quilmes/Universidad Autónoma de Zacatecas /Universidad Rovira i Virgili, pp. 285-330. Disponible en: 

Kenney DE, Borisy GG. 2009. Thomas Hunt Morgan at the marine biological laboratory: naturalist and experimentalist. Genetics 181(3):841-6. Disponible en: 

The Thomas Hunt Morgan Era in Biology. Disponible en:

Sutton, W. S. 1903. The chromosomes in heredity. Biological Bulletin, 4:231-251. Disponible en: 

WALTER S. SUTTON. 1902. ON THE MORPHOLOGY OF THE CHROMOSOME GROUP IN BRACHYSTOLA MAGNA.  Disponible en: https://www.journals.uchicago.edu/doi/pdf/10.2307/1535510 

Morgan T.H. 1912. The Scientific Work of Miss N. M. Stevens. Science , Oct. 11, 1912, New Series, Vol. 36, No. 928, pp. 468-470. Published by: American Association for the Advancement of Science. Disponible en:

Carey SB, Aközbek L, Harkess A. 2022 The contributions of Nettie Stevens to the field of sex chromosome. Phil. Trans. R. Soc. B 377: 20210215. Disponible en:

Moritz KB, Sauer HW. 1996. Boveri's contributions to developmental biology--a challenge for today. Int J Dev Biol;40(1):27-47. PMID: 8735909. Disponible en: 

Fritz Baltzer, 1967. Theodor Boveri: The Life of a Great Biologist 1862-1915.  Disponible en:

Gayon G. 2016. From Mendel to epigenetics. Comptes Rendus Biologies. Volume 339, Issues 7–8, Pages 225-230.  Disponible en: 

Sturtevant, 1913. THE HIMALAYAN RABBIT CASE, WITH SOME CONSIDERATIONS ON MULTIPLE ALLELOMORPHS.  The American Naturalist Vol. 47, No. 556 Disponible en:

Sturtevant, A. H. 1965. A history of genetics. Raper and Row, Nueva York.  Disponible en:
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martes, 6 de septiembre de 2022

La historia de la genetica II - redescubriendo el trabajo de Mendel


Hace un par de capítulos hicimos un viaje que inició en la antigüedad y que terminó hacia inicios del siglo XX, esto con motivo del bicentenario del nacimiento de Gregor Joham Mendel, el padre fundador de la genética.  Gracias a los experimentos realizados por Mendel en la abadía de Santo Tomás en Brunn hacia 1856, y de la interpretación de los resultados este notable personaje fue el primero que logró explicar  cómo se heredaban los caracteres a través de la herencia.

Sin embargo, de acuerdo con la interpretación de algunos historiadores de la ciencia, el tema central al que Mendel intentó dar solución no fue el problema de la herencia, sino el problema de la hibridación. Mendel estaba interesado en las prácticas realizadas por los criadores de animales y por los mejoradores de plantas. Esas prácticas consistían en el cruzamiento de variedades que diferían en algunas pocas características en busca de reforzar la presencia de ciertos rasgos que consideraban de utilidad. Tomando en cuenta estas experiencias, Mendel dirigió su atención a investigar la posibilidad de que se originaran nuevas especies a partir del cruzamiento de especies o variedades preexistentes y, en relación con ello, se propuso encontrar un principio de validez universal sobre la formación y la evolución de los híbridos. Además, se propuso descubrir también el principio que gobierna los cambios a los que están sujetas las características en que difieren los individuos que se cruzan a través de las sucesivas generaciones.

Sin embargo, el trabajo realizado por Mendel pasó prácticamente desapercibido durante 35 años, hasta que fuera redescubierto en 1900 por varios investigadores. Es así que tres biólogos europeos, el neerlandés Hugo de Vries, el alemán Carl Correns, y el austríaco Erich von Tschermak, por separado, y sin conocer previamente los trabajos de Mendel llegaron a las mismas conclusiones que él. de Vries fue el primero, y Correns, tras haber leído su artículo y haber buscado en las referencias encontró el olvidado artículo de 1866, publicado por Mendel.

Poco tiempo después, el genetista inglés William Bateson a través del relato de Hugo de Vries; se encargó de buscar y traducir el trabajo de Mendel al inglés en 1902, y el resto ya es historia.


Posteriormente a la publicación original de los trabajos de Mendel, la ciencia realizó  considerables progresos en la biología celular, la histología, la microscopía y el estudio de la reproducción, fue durante este período que se descubrió al ADN, también se descubrieron los cromosomas y se observaron y describieron por primera vez sus movimientos durante la mitosis. Lo mismo ocurrió con el proceso por el cual se forman los gametos y los sucesos de la meiosis fueron rápidamente relacionados con los principios mendelianos de la herencia.

El trabajo de Mendel fue publicado en una relativamente desconocida revista científica, lo cual pudo haber sido una de las razones por las que no se le prestó ninguna atención en la comunidad científica. En cambio, la discusión sobre los modelos de herencia fueron dominadas por las ideas de Darwin y su principio de evolución por selección natural, en contraposición a los mecanismos de herencia no lamarckiana. La propia teoría de la herencia de Darwin, la  pangénesis, no tuvo un alto grado de aceptación.  

Una versión más elaborada de la pangénesis, que eliminó gran parte de los vestigios lamarckianos de Darwin, fue desarrollada como la escuela "biométrica" de la herencia por el primo de Darwin, Francis Galton en 1883.  Posteriormente en 1892 el biólogo alemán August Weismann realizó una serie de experimentos con ratones cuyas colas habían sido extirpadas quirúrgicamente. Sus resultados, mostraron que este procedimiento no tuvo efecto en el tamaño de la cola de su descendencia, desafiando de esta forma tanto las ideas de la pangénesis como las de Lamarck y los caracteres adquiridos, que sostenían que los cambios en un organismo durante su vida podían ser heredados por sus descendientes. Es así que con las ideas de Weismann nace la hipótesis del plasma germinal, la cual sostenía que el plasma germinal era la parte nuclear esencial de las células germinales y, a diferencia de las células somáticas, este permanecía cualitativamente idéntico desde el cigoto y era responsable de la herencia, pero quedaba restringido a los tejidos germinales.

Hoy en nuestro recorrido por la historia de la ciencia veremos como estas ideas fueron modificadas posteriormente por el modelo mendeliano gracias a que hacia la ultima década del siglo XIX, de Vries se preguntó cuál podría ser la naturaleza del germoplasma y, en particular, si este era o no una mezcla de características parentales, o si la información se transportaba en paquetes discretos que permanecían intactos. A partir de acá le resultó conveniente adoptar las ideas de Mendel para explicar la herencia y poner a prueba al plasma germinal.  

Hoy nuestra máquina del tiempo nos permitirá hacer un recorrido hasta principios del Siglo XX, y terminaremos por descubrir qué ocurrió luego de que las ideas de Mendel se cimentaron y nace así la genética moderna, una rama de la biología que hoy en día se constituye en una poderosa herramienta de aplicación para los biólogos, en campos tan diversos como la salud, la evolución, la ecología, la arqueología, y la taxonomía entre otros.

Música del capítulo

Fever Ray / Vikings – Colm McGuinnes Music - If I Had A Heart (Norse Version)
Howard Shore - L'Orchestra Cinématique - Lord of the Rings: The Rings of Power Main Title 
Prince – Rock Bit – Purple Rain 8 bits
George Harrison - Prince, Tom Petty, Jeff Lynne, Dhani Harrison et al - "While My Guitar Gently Weeps" 

Enlaces

Alfred. R., 2010.  Feb. 8, 1865  Mendel Reads Paper.  Founding Genetics.  Disponible en: 

Claros, M.G. s.f.  Historia de la Biología (V): La naturaleza química del DNA (hasta el primer tercio del siglo XX).  Universidad de Málaga. Disponible en: 
 
Galera, A. 2000. Los guisantes mágicos de Darwin y Mendel. Asclepio, 52(2), 223–282. Disponible en:

Lorenzano, P. 1998. Acerca del 'redescubrimiento' de Mendel por Hugo de Vries.  Epistemología e Historia de la Ciencia. Vol 4. n° 4. Disponible en:

Lorenzano, P.   1999.  Carl Correns y el "redescubrimiento" de Mendel.  Epistemología e Historia de la Ciencia, vol 5. no 5. Disponible en: 

Lorenzano, P.  2000. Erich Tschermak: supuesto "redescubridor" de Mendel.  Epistemología e Historia de la Ciencia, vol. 6 No 6. Disponible en:

Lorenzano, P. (2008). Inconmensurabilidad Teórica y Comparabilidad Empírica: El Caso De La Genética Clásica. Análisis Filosófico, XXVIII(2),239-279. Disponible en:  

Montoliu, L.  2022.  El hombre del bicentenario.  Genética.  Disponible en: 

Ruiz C.E., 2008. Gregor Mendel: el solitario monje de Brünn.  Disponible en: 

Sturtevant, A. H. 1965. A history of genetics. Raper and Row, Nueva York.
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sábado, 13 de agosto de 2022

Karl Hoffmann - naturalista - medico y heroe costarricense

Continuando con la celebración del bicentenario de la fundación de la República de Costa Rica, La cueva del Topo en colaboración con el Colegio de Biólogos de Costa Rica, ha realizado las reseñas de la vida de notables  hombres y mujeres de Ciencia, considerados Pioneros de la Biología en Costa Rica, y como tal en esta ocasión presentamos la biografía de Karl Hoffmann, otro de los principales pilares de la biología costarricense.

Durante mucho tiempo algunas naciones europeas lanzaron al mundo sus ejércitos conquistadores y sus misioneros religiosos, pero además enviaron al mismo tiempo campesinos, obreros, artesanos, y finalmente científicos los cuales muchas veces y en silencio cambiaron la historia de las pequeñas naciones en las que se establecieron. Precisamente Alemania, fue una de esas naciones, Karl Hoffmann uno de esos científicos y Costa Rica una de esas pequeñas naciones.

De manera definitiva Karl Hoffmann Brehmem, es un personaje que se encuentra fuertemente unido a la historia de Costa Rica, país que hizo suyo, demostrando incluso genuino patriotismo en los frentes de batalla durante la Campaña Nacional de 1856, cuando se defendió la soberanía y la libertad de Costa Rica y de toda Centroamérica.  Su papel en la historia fue mas allá del héroe de guerra, su aporte al desarrollo de la medicina y su papel en el desarrollo de la Ciencia costarricense sin duda lo convierten hoy en una de las figuras más notables de la historia de este pequeño país centroamericano.

Hoffmann fue uno de los primeros naturalistas formales en establecerse en Costa Rica, y a pesar de que no tenía formación como taxónomo, consciente de la importancia del conocimiento científico de los ecosistemas americanos, que resultaban casi desconocidos por la comunidad científica, tuvo la visión de realizar las primera colectas formales, con la intención de enviar los especímenes a los especialistas europeos.   

Hoffmann llegó al país en el año 1854 y se estableció en San José, integrándose de inmediato a la creciente comunidad alemana que para ese momento ya existía en el país, convirtiendo su casa en una clínica de consulta y una pequeña farmacia, complementando además sus ingresos con la venta de vino y licores. Sin embargo simultáneamente inició el estudio de la geografía física y climatología costarricense. También escribió importantes obras sobre la vegetación del valle central, reflejando para ese entonces las ideas de biogeografía de von Humboldt, y asimismo la categorización de las diferentes zonas altitudinales de vegetación.  Las colectas de Hoffmann se depositaron en el Museo de Berlín pero es difícil  determinar el número exacto de los especímenes que recolectó debido a los daños que sufrió en este museo durante la Segunda Guerra Mundial.  En su honor se han bautizado muchas especies, entre las cuales sobresalen 22 especies de plantas y 16 especies o subespecies de animales, incluido el perezoso de dos dedos una especie emblema costarricense Choloepus hoffmanni.

Karl Hoffmann es hoy considerado un naturalista de gran intuición, una alta capacidad analítica, una amplia formación académica y notable sensibilidad social, sus aportes versaron no solo sobre cuestiones biológicas, sino la vulcanología y la climatología. Una de sus principales contribuciones científicas sería la primera clasificación de la vegetación costarricense, según los pisos altitudinales del país. Sin embargo, su mayor aporte fue la colecta de plantas y animales que luego serían enviadas a Europa con la finalidad de identificarlos, dado que para ese entonces el conocimiento de nuestra flora y fauna era verdaderamente pobre. 

Hoffmann tenía interés tanto en plantas como en todos los grupos de animales, soñaba com publicar un libro al cual había titulado Flora y fauna de Costa Rica, hecho que se vio frustrado debido a su seria enfermedad y temprana muerte, acontecida sin haber cumplido 36 años de edad.  Su enfermedad, que se intensificó de manera paulatina, le dificultó ejercer como médico de manera que hacia el fina de sus días el Estado le otorgó una pensión.  Buscando un clima más benigno que el de la capital en febrero de 1859 partió con su esposa hacia Puntarenas, pero recién llegando a dicho puerto ella moriría debido a una epidemia de fiebre tifoidea.  Deprimido y solitario moriría Hofmann el 11 de mayo de 1859, cinco días después de Alexander von Humboldt. Sería enterrado al día siguiente en el cementerio de la ciudad de Esparza, en una fosa contigua a la de su esposa, donde permaneció por 70 años. 

Sin embargo el 1 de mayo de 1929, sus restos fueron exhumados y trasladados a la capital, donde se les enterraría con mas honor en el Cementerio General.  Hoy haremos un retrospectiva en la vida de este noble y heroico médico, quien además de ser uno de los pilares de la ciencia costarricense contribuyó a evitar el triunfo de los filibusteros en Centroamérica y al afianzamiento de la libertad y la soberanía de Centroamérica.

Hoy nuestra máquina del tiempo nos lleva de viaje hasta 1823, concretamente a la ciudad Prusiana de Stettin, hoy Pomerania Occidental en Polonia, donde acompañaremos en el viaje hasta la Costa Rica de mediados del siglo XIX a este notable científico, quien es uno de los principales pilares de la biología y medicina costarricense. 

Música del capítulo

Woody Jackson – American Venom - Red Dead Redemption 2 OST - Ending Soundtrack
Michiel van den Bos - ArchOST Youtube - Age of Wonders: Planetfall (OST) – Celestium
8 Bit – Queensryche – Silent Lucidity
Geoff Tate - Helpless

Enlaces


Botey-Sobrado A.  La epidemia del cólera (1856) en Costa Rica: una visión de largo plazo.  Diálogos.  Revista electrónica de Historia. Vol. 9 (2008): VOLUMEN ESPECIAL 2008: 9º CONGRESO CENTROAMERICANO DE HISTORIA.  Disponible en: 
https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/dialogos/article/view/31155/32112

Hilke Quirós, Luko. Un funeral solemne para el Dr. Karl Hoffmann. Revista Comunicación. Año 34 / vol. 22, No. 2. Julio-Diciembre, 2013.  Disponible en: 
Hilke Quirós, Luko.  Karl Hoffmann: un naturalista en tiempos turbulentos.  Manejo Integrado  de Plagas y Agroecología ( Costa Rica ) No.77, 2006.  Disponible en: 
https://repositorio.catie.ac.cr/bitstream/handle/11554/6438/Karl_Hoffmann_un_naturalista.pdf?sequence=1&isAllowed=y 

Hilke Quirós, Luko.  Dr. Karl Hoffmann: naturalista y héroe en 1856.  VIII Congreso Nacional de Ciencias. Exploraciones fuera y dentro del aula. 27 y 28 de agosto, 2006 Universidad Earth, Guácimo, Limón, Costa Rica.  Disponible en:
https://www.cientec.or.cr/exploraciones/ponencias2006/LukoHilje.pdf 

Hilke Quirós, Luko.  Biografía Dr. Karl Hoffmann Brehmer. Acta méd. costarric. Vol 51 (4), octubre-diciembre 2009.  Disponible en:
https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/estudios/article/view/24052/24185 

Hilke Quirós, Luko.  KARL HOFFMANN Y LA GUERRA LIBERTARIA DE 1856-1857-  Revista Comunicación. Volumen 15, año 27, No. 1, Enero-Julio, 2006 (pp. 88-91) Disponible en:
https://revistas.tec.ac.cr/index.php/comunicacion/article/view/1078/986 

Hilke Quirós, Luko.  KARL HOFFMANN: NATURALISTA, MÉDICO Y HÉROE NACIONAL DE 1856-1857.   Revista Estudios, Universidad de Costa Rica. No. 20, pág. 41-47, ISSN: 1659-1925 / 2007.  Disponible en:
https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/estudios/article/view/24052/24185 

Hilke Quirós, Luko.  El obituario del Dr. Karl Hoffman. Revista Comunicación, 2012. Año 33 / vol. 21, No. 1. Instituto Tecnológico de Costa Rica, pp. 70-77.  Disponible en: 
https://repositoriotec.tec.ac.cr/handle/2238/4681 

Hilje Quirós, L. (2021). LOS MÉDICOS DE LA CAMPAÑA NACIONAL DE 1856-1857. Revista Herencia, Vol. 34 (2), enero-junio, 200-231.  Disponible en:
https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/herencia/article/view/47420

Morales, Carlos O.  EN BUSCA DE KARL HOFFMANN. Lankesteriana International Journal on Orchidology, vol. 6, núm. 3, diciembre, 2006, pp. 157-158.  Disponible en:

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martes, 19 de julio de 2022

La historia de la genetica - desde sus antecedentes hasta el siglo XX


Hoy en la cueva del topo nos vamos a detener para conversar del hombre del bicentenario, en esta ocasión no se trata de la obra de Isaac Asimov, este 20 de julio se cumplen 200 del nacimiento del padre fundador de la genética, quien estableció los principios de la herencia con sus experimentos realizados en los jardines e invernaderos de la abadía de Santo Tomás en Brunn en República Checa, el monje agustino Gregor Joham Mendel. En ese monasterio Mendel realizó multitud de cruces entre diferentes variedades de guisantes con características peculiares y distinguibles, de color, de forma, de tamaño, y observó y anotó cuidadosamente los resultados. De la interpretación de los mismos surgieron unas constantes que le permitieron explicar cómo se heredaban, cómo pasaban de padres a hijos, los caracteres asociados a esos determinantes genéticos. Los principios de la la Herencia Genética, fueron descifrados mucho antes de que se descubrieran el ADN, los cromosomas o los genes.

Sin embargo, el aporte de Mendel a quien ahora resaltamos como fundacional de la genética, pasó prácticamente desapercibido durante 35 años, hasta que fuera redescubierto en 1900 por varios investigadores. El trabajo de Mendel fue redescubierto por tres científicos europeos, el neerlandés Hugo de Vries, el alemán Carl Correns, y el austríaco Erich von Tschermak, quienes por separado, y sin conocer los trabajos de Mendel llegaron a las mismas conclusiones que él. 

de Vries fue el primero que publicó sobre los principios de la herencia, y Correns, tras haber leído su artículo y haber buscado en la bibliografía publicada, en la que encontró el olvidado artículo de Mendel, declaró que este se había adelantado y que el trabajo de de Vries no era original.  Fue el genetista inglés William Bateson quien impulsó en 1900 el conocimiento de los principios de Mendel. Bateson tuvo conocimiento del trabajo de Mendel, a través del relato de Hugo de Vries; así encontró el refrendo de lo que había estado experimentando. Él fue, pues, quien dio las primeras noticias en Inglaterra de las investigaciones de Mendel. En el año 1902, Bateson publicó Los principios mendelianos de la herencia, una defensa acompañada de la traducción de los trabajos originales de Mendel sobre hibridación. Además, fue el primero en acuñar términos como «genética», «gen» y «alelo» para describir muchos de los resultados de esta nueva ciencia biológica.

Durante los 35 años en que el trabajo de Mendel permaneció en la oscuridad se habían efectuado considerables progresos en la microscopía y, en consecuencia, en el estudio de la estructura celular.  Durante este período, se descubrieron los cromosomas y se observaron y describieron por primera vez sus movimientos durante la mitosis. Durante estos años, también se descubrió el proceso por el cual se forman los gametos y los sucesos de la meiosis fueron rápidamente relacionados con los principios mendelianos de la herencia.

No fue sino hasta 1865, dos siglos después que Newton había comenzado a introducir un cierto orden en las ciencias físicas, que Mendel ofreció al mundo una explicación acerca del mecanismo de la herencia. Hasta ese entonces no se comprendía el mecanismo de transmisión de caracteres entre padres e hijos, aunque se sostenía un punto de vista plausible aunque completamente erróneo, según el cual se suponía que los caracteres de la progenie constituían un punto medio entre los de los padres.  Un gran número de jardineros y genetistas habían realizado cruzamientos de variedades de la misma especie con muchos caracteres diferentes, y también con miembros de diferentes especies que diferían en un número aún mayor de caracteres, pero los resultados obtenidos fueron siempre caóticos, sin consistencia y contradictorios, y los mismos no llevaron a la formación de ningún principio general. Esto se debió a que no tenían noción alguna de la condición genética del material con el cual trabajaban. 

El genio de Mendel consistió en reducir el problema a su forma más simple cruzando los padres que poseían sólo dos caracteres diferentes cada vez, investigando la herencia de estos caracteres a través de muchas generaciones, y expresando el resultado de sus cruzamientos en forma de proporciones matemáticas.
 
Los trabajos de Mendel atrajeron la atención en todo el mundo y con esto estimularon muchos estudios de investigadores que buscaban confirmar y extender sus observaciones. El redescubrimiento de los trabajos de Mendel fue el catalizador de muchos nuevos descubrimientos en genética que condujeron a la identificación de los cromosomas como los portadores de la herencia en el año 1902. Sin embargo, algunas de las conclusiones de Mendel debieron ser modificadas. Si bien muchas de las características se heredan de acuerdo con las leyes establecidas por Mendel, otras, tal vez la mayoría, siguen patrones de herencia más complejos. Ciertas interacciones entre los alelos, interacciones entre los genes, e interacciones con el medio ambiente explican gran parte de estas desviaciones de los principios mendelianos.  En nuestro viaje de hoy daremos un vistazo al contexto de los descubrimientos y su posterior desenvolvimiento, antes de ser redescubiertos 16 años después de la muerte de Mendel.

Hoy nuestra máquina del tiempo nos permitirá hacer un recorrido a través de la historia, y daremos un vistazo a los antecedentes que permitieron nacer a una rama de la ciencia que hoy en día se constituye en una poderosa herramienta de aplicación para los biólogos, en campos tan diversos como la salud, la evolución, la ecología y la taxonomía entre otros.

Música del capítulo

Gilles Nuytens - Mark Mothersbaugh - Thor Ragnarok  main Theme Extended
Ludwig Göransson - Boba Fett Theme extended 
8 Bit Universe - The Cure - Close To Me 8 Bit 
The Cure - A Forest

Enlaces

Nogler GA. The lesser-known Mendel: his experiments on Hieracium. Genetics. 2006 Jan;172(1):1-6. doi: 10.1093/genetics/172.1.1. PMID: 16443600; PMCID: PMC1456139. Disponible en:

Fisher R.A.  1936.  HAS MENDEL'S WORK BEEN REDISCOVERED ? Reproduced from the Annals of Science, v. 1: 115-137.  Disponible en: 

Sturtevant, A. H. 1965. A history of genetics. Raper and Row, Nueva York.  Disponible en:

Adaptación de la traducción al inglés de William Bateson hecha por Roger B. Blumberg. Mendel, Gregor. 1866. Versuche über Plflanzenhybriden. Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn, Bd. IV für das Jahr 1865, Abhandlungen, 3–47. Disponible en:
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martes, 14 de junio de 2022

Charles Lankester – pionero de la orquideologia costarricense

Charles Herbert Lankester fue sin lugar a dudas la figura más dominante de la orquideología centroamericana durante la primera mitad del siglo veinte. Fue muy joven que se trasladó desde Inglaterra a Costa Rica, luego de leer un anuncio en el diario inglés The Daily Telegraph, en el cual se ofrecía un puesto para trabajar como asistente en una compañía cafetalera en la localidad de Sarapiquí en Heredia. De manera que el joven Lankester postuló para tal puesto y fue contratado.

Seguramente influenciado por su primo, el notable naturalista y zoólogo británico Edwin Ray Lankester, Charles se interesó inicialmente en el estudio de las aves y las mariposas, sin embargo, rápidamente es encantado por la naturaleza costarricense y se despierta su notable interés por la botánica, iniciando así la colecta especialmente de orquídeas en los bosques de la provincia de Cartago y el valle central. Para poder acceder a la identificación de estos ejemplares Lankester inicia correspondencia hacia el final de la primera década del siglo XX, con el entonces subdirector de Royal Botanic Gardens en Kew, Arthur William Hill y el experto orquideólogo Robert Allen Rolfe. Gracias a esto logro identificar muchas de los ejemplares que colectó y que terminaron por ser especies nuevas para la ciencia. Muchas de las cuales formaron parte de su colección personal de plantas vivas que sería famosa años después. 

Hacia 1920, Lankester regresó a Inglaterra y luego viajó a África hasta 1922, contratado por el gobierno británico para realizar investigaciones sobre plantaciones de café en Uganda.  Al regresar a Inglaterra, descubrió que Rolfe había muerto el año anterior, por lo cual muchas orquídeas que había traído a Kew desde Costa Rica, quedaron sin identificación por lo que decide regresar ese mismo año 1922, a Costa Rica, año que marcó un punto de inflexión en su carrera como orquideólogo. 

Inicia de esta manera una relación profesional con el orquideólogo estadounidense Oakes Ames, relación que quince años, aportaría más de 100 nuevas especies de orquídeas entre los ejemplares que recibió de Costa Rica. Ya en 1922, Ames había iniciado una serie de publicaciones sobre orquídeas, a las cuales denominó Schedulae Orchidianae. Para su tercer fascículo, en enero de 1923, Ames comenzó a describir muchas de las orquídeas de Lankester, que se habían depositado en Kew y se habían ha quedado sin identificar, igualmente Ames siguió pidiéndole a Lankester que le enviara más especímenes.

Sin lugar a dudas, tres grandes nombres forman el más ilustre trío de recolectores en la historia de la orquideología de Costa Rica, el botánico francés Auguste R. Endrés, el botánico nacional Alberto Manuel Brenes y sin lugar a dudas Charles Herbert Lankester.  En los primero años del si­glo XX, Lankester se de­sem­pe­ñó en va­rias ocu­pa­cio­nes: tra­ba­jó en varias fin­cas, y co­lec­tó numerosos especímenes de in­sec­tos y aves. Igualmente co­no­ció y co­la­bo­ró con grandes na­tu­ra­lis­tas de la épo­ca co­mo los botánicos suizos Hen­ri Pit­tier, Pa­ul Bio­lley y  Adolphe Ton­dúz, el botánico francés Car­los Werc­klé, y los naturalistas costarricenses Jo­sé Cástulo Ze­le­dón y Anas­ta­sio Al­fa­ro, entre otros.

Luego de su retorno a Costa Rica, en 1922, Lankester se de­di­có a tra­ba­jar en su fin­ca "Las Cón­ca­vas", la cual ha­bía com­pra­do unos años an­tes. Fue en es­te lugar don­de por 33 años se de­di­có a le­van­tar un jar­dín de or­quídeas y de otras plan­tas epí­fi­tas, el cual se con­vir­tió en el pun­to de des­ti­no de muchos bo­táni­cos y turistas que vi­si­ta­ban nues­tro país.  Don Car­los y su fa­mi­lia dedi­ca­ron mu­cha aten­ción a cui­dar de las ri­que­zas na­tu­ra­les de la zo­na. 

En 1955, tras la muerte de su esposa y ya con 76 años, Lankester decidió vender su finca pero conservó la pequeña parte que contenía su jardín, un terreno llamado “El Silvestre”. Mudándose a una casa que había comprado en Moravia, uno de los suburbios de la capital, San José. En “El Silvestre”, Lankester completó sus notables colecciones de orquídeas y plantas de otros familias, iniciada en la década de 1940, las cuales hacia marzo 1973 formaron la base del hoy Jardín Botánico Charles H. Lankester de la Universidad de Costa Rica, llegado a convertirse en una de las instituciones botánicas más activas e importantes del Neotrópico.

En nuestro viaje de hoy, nuestra máquina del tiempo nos llevará a un viaje por la Costa Rica de inicios de siglo, donde haremos un recorrido junto a este notable naturalista, pionero en el estudio de las orquídeas mesoamericanas, pero también en otros grupos como aves e insectos.

Música del capítulo

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The Cure – Just Like Heaven – 8 bits
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miércoles, 1 de junio de 2022

Criptozoologia – analizando sus fundamentos

Los animales han fascinado a los seres humanos desde los albores mismos de la civilización. Son amados, temidos, codiciados, odiados, han acompañado en numerosa cantidad de mitos, rituales y narraciones. Durante la Edad Media, cada especie animal se creía que tenía un lugar y una función en el cosmos. Los bestiarios medievales resumían las características más relevantes de los animales, tanto reales como fantásticos.  Sin embargo con la llegada de la ciencia moderna muchas de sus ideas permearon el imaginario de los zoólogos y con el tiempo se fueron perdiendo las visiones humanas y muchas criaturas que antes poblaban los bestiarios comenzaron a desaparecer de nuestro mundo para pasar a ser temas exclusivos de la literatura fantástica y la posteriormente la ciencia ficción.

Hacia finales del siglo XIX el zoólogo neerlandés Anthon Cornelis Oudemans publicaba un estudio sobre “la gran serpiente marina”, obra que intentaba establecer una explicación científica a los múltiples, variados y antiguos informes de monstruos marinos, a lo largo de la historia, Oudemans eliminaba los engaños obvios o los errores honestos y luego, a partir de docenas de avistamientos legítimos, estableció una serie de conclusiones sobre la fisiología de la serpiente marina, la distribución geográfica y otros aspectos de su biología.  Este trabajo, a pesar de las críticas, se constituye años mas tarde en la semilla de una nueva disciplina, la criptozoología; la cual puede ser entendida a partir de su definición como el estudio de animales hipotéticos, los cuales que permanecen ocultos, es decir, criaturas de las cuales sólo se conocen indicios y cuya existencia aún no habría sido incorporada plenamente al conocimiento científico. 

A este tipo de criaturas se les suele llamar críptidos, y en la mayoría de los casos son caracterizadas como seres que forman parte exclusiva del conocimiento popular. Dicho de otro modo, los críptidos, por definición, no han sido aceptados por la comunidad científica como entidades materiales y sólo sobreviven al margen de leyendas, ideas de origen mitológico o anécdotas. Se podría decir que el estatus ontológico de esos animales es el propio de aquello que estudian las ciencias sociales y las humanidades, en tanto que la mayoría a la fecha y para la ciencia se constituyen en invenciones del ser humano plasmadas en cuentos, pinturas, piezas de música, e historias fantásticas.

A lo largo de la historia, el ser humano ha tratado de recrear situaciones y objetos que intentan demostrar la existencia de seres “ocultos”.   Esto se corresponde con esa necesidad humana de explorar nuevas emociones y canalizar energías en el canal de lo fantástico, que muchas veces, aun careciendo de evidencias acerca sólidas hace creer ciegamente en una variedad de fenómenos y entes sin indagar si las fuentes que los describen son o no confiables.  

Antes del siglo XVIII, la frontera entre lo posible y lo imposible pasaba por un lugar diferente al actual. La gente convivía sin conflictos con los monstruos del imaginario. El catálogo zoológico no sólo era laxo, sino también indefinido; abierto a recibir fantasías de todo calibre; hombres salvajes de los bosques, licántropos, vampiros, dragones, incluso brujas y fantasmas, y ninguno era objeto de cuestionamientos. Estos seres estaban entre nosotros y componían una parte de la realidad. Oculta, sí, pero tan cierta como los inmensos bosques que poblaban la Europa de aquellos días previos al Iluminismo y la modernidad derivada.  Este pensamiento aun vive en nuestra mente ya que nos acompaña desde que somos, y le toca a la ciencia moderna enseñarnos de donde provienen estas ideas.

De hecho la existencia de enormes y desconocidos animales en los umbrales del siglo XXI podría parecemos ridícula, sin embargo, en la actualidad reciente un grupo importante de animales ha sido  recientemente descubierto, entre ellos: una Tortuga mata mata en el Amazonas en 2020, un par de especies de tiburón sierra en las profundidades del Océano Índico Occidental, el  orangután de Tapanuli al sur de Sumatra y el Mono titi Zogue Zogue en la Amazonía en 2017, la rata gigante Vangunu en las Islas Salomón en 2015.  Ahora bien, justifican estos descubrimientos relativamente recientes la existencia de la criptozoología.  Los criptozoólogos nunca han descubierto un solo «críptido» ni hallado pruebas científicamente convincentes de su existencia. Los zoólogos, en cambio, encuentran cada año cientos de especies nuevas. Hoy nuestro viaje nos permitirá entender las bases que fundamentan la existencia de esta disciplina

Hoy nuestra viaje nos lleva a un recorrido por la disciplina de la criptozoología, analizando de manera objetiva sus fundamentos y las ideas aportadas por algunos de sus máximos exponentes, haciendo finalmente una evaluación de algunos hechos que fundamentan la  existencia de críptidos desde el punto de vista de la Biología moderna

Música del capítulo


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Hans Zimmer - The Rock - The Rock main Theme
Depeche Mode - "Policy of Truth" 8-Bit Cover by BONESOLVENT
Depeche Mode – Enjoy the silence

Enlaces

Anónimo. 2009. Algunos éxitos la criptozoología. Disponible en: 

Angulo E. 2014.  El caso de Bernard Heuvelmans. Cultura científica. Consultado Mayo 2022, Disponible en: https://culturacientifica.com/2014/11/24/el-caso-de-bernard-heuvelmans/

Ayuso M. 2013. Cuando el mito se hace realidad: animales que no deberían existir pero existen. El Confidencial. Disponible en: https://www.elconfidencial.com/alma-corazon-vida/2013-08-10/cuando-el-mito-se-hace-realidad-animales-que-no-deberian-existir-pero-existen_15587/ 

Edwards CJ, Barnett R. 2015. Himalayan ‘yeti’ DNA: polar bear or DNA degradation? A comment on ‘Genetic analysis of hair samples attributed to yeti’ by Sykes et al. (2014). Proc. R. Soc. B 282: 20141712. Disponible en:

FINNEGAN, S. Dr. A. C. Oudemans. Nature 157, 326–327 (1946). https://doi.org/10.1038/157326a0 

Hart H.V. 2016. DNA AS EVIDENCE FOR THE EXISTENCE OF RELICT HOMINOIDS. The RELICT HOMINOID INQUIRY 5:8-31.  Disponible en: 

Morgado García, A., & Ritoré Ponce, J. (2018). Los monstruos marinos de Erik Pontoppidan. Traducción española de Natural History Of Norway (1755) Part II, Chapter VIII, “Concerning Certain Sea-Monsters, Or Strange And Uncommon Sea-Animals”. Trocadero. Revista Del Departamento De Historia Moderna, Contemporánea, de América y del arte, (30), 341-382. Disponible en:https://doi.org/10.25267/Trocadero.2018.i30.18 

Morrone J.J y Fortino A.  1996. La zoología de los animales fantásticos: Apuntes para un bestiario criptozoológico.  Revista Museo Vol. 2 N°8.  Pp:75-80. Disponible en:

Oudemans A.C. Jzn. 1892.  The Great Sea Serpent. Disponible en: 

Schembri E. 2011. Cryptozoology as a pseudoscience: beasts in transition. Studies by Undergraduate Researchers at Guelph. Vol. 5, No. 1, pp: 5-10 Disponible en:

Shermer, M. 2003. "Show Me the Body" in Scientific American, issue 288 (5), p. 27. Disponible en:

Soto-Roland F.J. 1998. EL UNIVERSO ONÍRICO DE LA CRIPTOZOOLOGÍA. Monstruos y animales desconocidos del imaginario occidental. El Escéptico. Vol 2. N2. Pp:42.49.
Disponible en:

Soto-Roland F.J.  CRIPTOZOOLOGÍA BUSCANDO ANIMALES QUE NUNCA EXISTIERON.Mimeografiado. P24. 

Soto-Roland F.J. 2019. DOCUMENTANDO MONSTRUOS. La televisión, los documentales criptozoológicos y la construcción del imaginario. Disponible en:

Soto-Roland F.J. 2020. EXPEDICIONES Y CRIPTOZOOLOGÍA. EL MÓKELE MBÉMBE. Disponible en:

Sykes BC, Mullis RA,Hagenmuller C, Melton TW, Sartori M. 2014. 
Genetic analysis of hair samples attributed to yeti, bigfoot and other anomalous primates. Proc. R. Soc. B 281: 20140161. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2014.0161 

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jueves, 12 de mayo de 2022

Biografia del Atomo parte 2 – cimentando el concepto atomico


Hacia finales del siglo XIX, Joseph Thomson demostró que los electrones eran  parte de la estructura atómica que había sido enunciada por John Dalton casi un siglo antes.  Los átomos se podían identificar por un número de electrones característico y propio de cada elemento, y debido a la neutralidad de los átomos, a partir de estos datos se dedujo que un átomo neutro contiene una cantidad igual de cargas negativas.  Es así que Thomson en 1904 propuso un modelo donde los electrones estaban colocados dentro de una distribución homogénea de carga positiva que ocupaba todo el volumen atómico.  

Posteriormente en el año 1911, a partir de una serie experimentos de dispersión de partículas alfa, el físico neozelandés Ernest Rutherford probó que el modelo de Thomson era inadecuado y dedujo que la carga positiva constituyente de cada átomo debía estar localizada en una pequeña región colocada hacia el centro del átomo y que los electrones giraban a su alrededor gobernados por las leyes de la física clásica.  Sin embargo este modelo era insuficiente para explicar algunos hechos experimentales, por lo cual en el año 1913, el físico danés Niels Bohr, exdiscípulo de Rutherford, enuncia su teoría atómica cuantizada, en la cual introducía al modelo del átomo postulados de naturaleza cuántica, introducidos pocos años antes por Max Planck y Albert Einstein.  A partir de este modelo Bohr lograba explicar resultados experimentales como la estabilidad atómica, la emisión y/o absorción de radiación en forma cuantificada.

A pesar  de que el modelo atómico de Bohr permitía describir con precisión el comportamiento del átomo de hidrógeno, sin embargo, en los espectros de átomos de otros elementos no se reflejaba tal coherencia, y por el contrario se observaba que los electrones de un mismo nivel energético podían tener diferente energía, lo que evidenciaba un posible error en el modelo cuántico de Bohr.  Da esta manera un expupilo de Bohr, de origen alemán llamado Arnold Sommerfeld lo revisó, y propuso un nuevo modelo, el cual incluía la existencia de que para un mismo nivel energético existían distintos subniveles, es decir, magnitudes de energía ligeramente distintas.

Hoy el modelo atómico se desarrolla como una variante de esta propuesta y se interpreta con una gran complejidad matemática y estadística, este modelo fue desarrollado por el físico austriaco Erwin Schrödinger y su colega el físico alemán Werner Heisenberg, este modelo está basado e el principio de incertidumbre.  En este modelo atómico cuántico los electrones no estaban en órbitas estables sino en orbitales definidos por una probabilidad estadística.  La importancia de esta teoría sobre la estructura del átomo para muchos resulta en la teoría más importante en la historia de la ciencia, esto por la gran cantidad de aplicaciones en diversos campos que se han derivado de ella.

Posterior a la dispersión de las ideas de Thomson, sobre el modelo del átomo los científicos comenzaron a comprender que los mismos estaban compuestos por sub unidades. Con el paso del tiempo, esas pequeñas unidades subatómicas fueron denominadas y estudiadas. Del mismo modo, Thomson ayudó a la comprensión de la interacción que mantienen los átomos entre sí.  Nace así uno de los campos más interesantes de la física moderna, la física de partículas.

Posterior a las ideas de Thomson el modelo atómico planteado por Bohr reviste una gran importancia científica, a pesar de que el mismo presentaba algunas limitaciones cuando se deseaba extender este modelo a otros átomos diferentes del hidrógeno. Sin embargo, la física de su época consiguió evolucionar de manera que las ideas de Bohr fueron ampliadas y revisada por otros grandes hombres de ciencia, entre ellos el mismo Bohr, que propuso en varias ocasiones modificaciones a si modelo inicial.  Para el año 1925 Werner Heisenberg, y en 1926 Erwin Schrödinger y Paul Dirac, formularon una serie de ideas que son la base de la mecánica cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la materia condensada.  Todo esto permitió desarrollar a su vez un modelo más complejo en función de explicar por fin cuál es el modelo que permite entender la verdadera naturaleza de la materia.

Hoy nuestra máquina del tiempo, nos lleva a la segunda parte de un viaje a través de la historia de la humanidad donde daremos seguimiento a la “historia” del átomo, especialmente durante el primer cuarto del siglo XX.

Música del capítulo

John Paesano -  RanVibes - Marvel's Daredevil Main Theme Extended
Krutikov Music - The Mandalorian - WESTERN VERSION - Red Dead Redemption
Queen Jamie - Otis Blackwell – Great balls of fire 8 bit
Otis Blackwell - Fever
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