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Como ciencia, la teoría ecológica es producto de una larga
y colorida historia, forjada a lo largo de siglos con el tra- bajo laborioso de naturalistas en el campo, en las selvas y en los desiertos. Es una historia larga, llena de hitos ma- ravillosos y sobrecogedores. En el trabajo de expedicio- narios excéntricos, naturalistas hoscos y antisociales, ob- servadores obsesivos, y colectores compulsivos, yacen Alexander
los orígenes y fundamentos de las teorías científicas que hoy rigen la protección de nuestros recursos naturales.
Entender esta historia y honrar su legado, es una deuda von Humboldt
con los singulares personajes que construyeron el cami- no de la ciencia a la que hoy llamamos ecología.
Uno de los muchos comienzos de esta historia ocu- rrió en 1798, cuando dos jóvenes científicos, de escasos 25 y 27 años, recorrían los prostíbulos y los bares de Pa- rís en busca de algún contacto con oficiales del ejército napoleónico, que les permitiera colarse a las filas de la expedición imperial a Egipto. La nacionalidad alemana del primero —un tímido geólogo de minas— y el carác- ter festivo y mujeriego del segundo —un médico con ra- dicales tendencias socialistas— les impidieron lograr su objetivo; el adusto ejército del Emperador no fue capaz de aceptar a personajes tan singulares. Sin embargo, en su búsqueda, nuestros protagonistas conocieron a un apa- sionado adolescente de 16 años, que era asiduo visitante de las casas de citas, lleno de pláticas encendidas y fer- vorosas, quien les describió con entusiasmo las riquezas naturales de su país, la Nueva Granada, hoy Venezuela.
Así, ambos científicos, cuyos nombres eran Alexander von Humboldt y Aimé Bonpland, partieron para la tierra del joven estudiante, que se llamaba Simón Bolívar. En sus periplos por la América colonial llegaron finalmente a México, entonces eje cultural de la América española.
Así, nació el Ensayo político sobre el Reino de la Nueva España y el Viaje a las regiones equinocciales, el primero era una especie de versión decimoctávica de un informe de país —infinitamente más perceptivo que los aburri- dos reportes que hacen los expertos del Banco Mundial— y el segundo era un intento de lo que ahora llamaríamos una base de datos florísticos y un modelo ecológico de la América tropical. En estos ensayos se plantearon, por pri- mera vez, algunos de los nuevos paradigmas de las cien- cias del ambiente global. Éstos tardaron dos siglos en con- solidarse, y se fueron apropiando lentamente de nuestra percepción de la realidad. Hoy, muchas de las ideas de Humboldt, acerca de cómo funciona nuestro planeta, son parte del conjunto de disciplinas de lo que llamamos "ecología global", y forman parte del discurso cotidiano.
Su genialidad radica en que fue capaz de intuir estas teo- CI E NCIAS 66 ABRIL


rías sólo a partir de la observación descriptiva de la natu- son un testimonio de incalculable valor, y teorizó sobre raleza, y de sus conversaciones con brillantes colegas de la importancia de las plantas nativas —despreciadas en la América colonial.
ese entonces por los criollos— como valiosos alimentos.
Es una pena que no pudieran encontrarse, porque el ca- "Un celo que distingue a México"
rácter enciclopedista y la insaciable curiosidad de José Antonio de Alzate (ese era su nombre) habría impresio- Humboldt y Bonpland nunca llegaron a conocer a un ex- nado mucho a los exploradores europeos. De cualquier céntrico naturalista mexicano —aunque sí lo leyeron con manera, las ideas y los textos de Alzate fueron para ellos gran interés—, nacido en 1737 en Ozumba y fallecido en de gran importancia.
1799, mientras ellos exploraban el Orinoco. Médico de En cambio, el que sí pudo entrevistarse con Humboldt formación, sacerdote, y erudito en mil temas, este natu- y Bonpland fue José Mariano Mociño, contemporáneo de ralista graduado de la Real y Pontificia Universidad de Alzate, médico y botánico por la Universidad de México, México —hoy nuestra querida UNAM— investigó el movi- quien pocos años antes había encabezado junto con el miento de los planetas; hizo el primer mapa detallado de español Martín de Sessé —fundador de la cátedra de bo- América del Norte, fue ardiente defensor de los pueblos tánica en la misma universidad—, una serie de expedi- indígenas; habló de la necesidad de controlar las inunda- ciones científicas desde Nicaragua hasta el Canadá. Éstas ciones en la Cuenca de México, protegiendo su área lacus- fueron financiadas por la Corona española y representa- tre; escribió una larga y curiosa memoria en favor del ron un esfuerzo algo tardío —después de tres siglos de uso medicinal de las semillas de mariguana o pipiltzint- saqueo— por entender y describir la inmensa riqueza na- zintlis; estudió el nopal y la grana cochinilla; elaboró pre- tural de la Nueva España. Sin embargo, la decadencia del ciosas ilustraciones científicas, que, hasta el día de hoy, imperio español a principios del siglo XIX y la indepen- CI E NCIAS 66 ABRIL


dencia de México pulverizaron cualquier expectativa de la describió como "el celo por las ciencias naturales en utilizar esos recursos botánicos y el conocimiento desa- que con tanto honor se distingue México". La síntesis de rrollado en estas expediciones en beneficio de la metró- conocimientos teóricos que forman el cuerpo del Ensayo poli europea.
político y del Viaje a las regiones equinocciales se debe, en Pero Sessé y Mociño no habían sido los primeros; unos gran medida, a las discusiones con colegas mexicanos y doscientos cincuenta años antes, a principios de la Colo- a la lectura de trabajos que hizo Humboldt en la Nueva nia, la Corona había financiado trabajos similares antes España. La investigación biológica de campo, y la des- de que la codicia por el oro y la plata, así como la Inqui- cripción sistemática de la naturaleza son parte de esa ad- sición, hiciera desaparecer las prioridades más académi- mirable tradición intelectual, de ese "celo" mexicano, que cas. En 1552 dos indígenas, el médico Martín de la Cruz tanto admiraba Alexander von Humboldt y que tanto con- y el traductor Juan Badiano, habían publicado una lumi- tribuyó a su obra.
nosa obra describiendo las plantas medicinales autócto- nas de México. El Códice de la Cruz-Badiano se escribió El rompecabezas planetario
en náhuatl y latín, ya que eran fieles seguidores de la tra- dición de los códices prehispánicos, es decir, de su propia Su mérito fundamental no radicó solamente en su capa- y rica tradición indígena. Pronto les siguieron muchos cidad para leer, entender y admirar el trabajo de sus co- otros brillantes trabajos; en 1559 el fraile franciscano Ber- legas. Como muy pocos naturalistas de su época, llegó a nardino Sahagún produjo una de las más grandes obras comprender y deducir complejos fenómenos de la natura- etnográficas del inicio de la Colonia, en la que describió leza, basado simplemente en sus observaciones. Es asom- con detalle importantes aspectos de la historia natural brosa la capacidad que tuvo para inferir, sin experimentar, de México. En 1571, por órdenes del rey Felipe II, se ini- el funcionamiento de complejos mecanismos naturales ció la expedición de Francisco Hernández, con el objetivo a partir de observaciones meramente descriptivas y basa- de describir la historia natural de la Nueva España, y es- do tan sólo en sus experiencias como viajero y explorador.
tudiar la medicina herbolaria indígena. La obra de Her- Humboldt pudo adelantarse a la aventura del descubri- nández aunque fue destruida en gran parte en el incendio miento científico, solamente con un libro de notas y sen- de la biblioteca del Escorial en 1671, es un texto funda- cillos instrumentos de navegación. Así recorrió la América mental sobre la riqueza natural de México.
tropical, armando con paciencia las piezas del rompeca- La fascinación por la naturaleza que mostraron Ba- bezas planetario, e intuyendo fenómenos que hemos al- diano, de la Cruz, Hernández, Mociño y Alzate forma canzado a entender bien dos siglos más tarde. parte de una tradición antigua en México, la cual fue re- Una de las preguntas científicas más relevantes que se conocida con admiración y respeto por Humboldt, quien hizo, fue acerca de las causas de la riqueza y la variación biológica sobre la Tierra. Esta pregunta fundamental co- rresponde al campo general de lo que en la actualidad lla- mamos "diversidad biológica". En la época en que escribió el Viaje a las regiones equinocciales, que contiene el visio- nario Ensayo sobre la geografía de las plantas, no se conocía aún la teoría de la evolución ni la historia geológica y cli- mática del planeta.
Medio siglo antes de Darwin, Humboldt esbozó algu- nas ideas que se vinculan con los conocimientos más mo- dernos sobre la evolución biológica y geológica del plane- ta. En todos los casos sus esbozos fueron planteados como reflexiones sin mayor trascendencia. Sin embargo, mu- chas de estas ideas estaban anticipando grandes revolucio- nes científicas, que ocurrirían uno o dos siglos más tarde.
Curiosamente, Humboldt tuvo la capacidad de anticipar las ideas de varios notables precursores de la ciencia, in- vestigadores desconocidos en su momento que no fueron reconocidos, sino hasta después de su propia muerte.
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Agassiz, el enamorado del hielo
En un principio la idea fue tratada con desdén por la comunidad científica europea, cegada por la aparente En 1807, el mismo año en que Humboldt publicaba su evidencia de que los ciclos climáticos de invierno y vera- Ensayo sobre la geografía de las plantas, nacía en Suiza no se repetían con la precisión de un reloj. Fueron nece- Louis Agassiz, quien sería educado primero en Alema- sarios muchos años de evidencias fosilizadas, de descu- nia y después en París, bajo la dirección de Cuvier (uno brimientos geológicos, así como la teoría de le evolución de los naturalistas más famosos de Europa) y quien se de Darwin para que el público empezara a tomar en se- convertiría unos años más tarde en un joven y brillante rio la teoría de Agassiz sobre las Edades Glaciales (quien, médico y biólogo. En 1834 mientras que Humboldt em- paradójicamente, se dedicó a combatir con celo religioso pezaba a escribir su obra cumbre Cosmos, Agassiz regre- las ideas evolucionistas que sus propios descubrimientos saba a Suiza como profesor del Liceo y empezaba a estu- habían ayudado a desarrollar).
diar los glaciares de los valles alpinos. En 1847, después Para Humboldt, sin embargo, era obvio que el ambien- de trece años de andar en los hielos, los valles y las mo- te global había pasado por sucesivos periodos de calenta- rrenas —cuando se imprimía el segundo volumen de Cos- miento y enfriamiento durante los últimos siglos, y plan- mos—, Agassiz publicaba un libro, con poco impacto al teó el problema con toda claridad en el Ensayo sobre la principio, en el que arriesgaba la audaz hipótesis de que geografía de las plantas, casi cincuenta años antes que Europa había estado ocupada miles de años antes por in- Agassiz: "Para decidir el problema de la migración de los mensos glaciares que cubrían la mayor parte del conti- vegetales, la geografía de las plantas desciende al interior nente. La Tierra, según Agassiz, había sufrido periodos de del globo terráqueo y consulta ahí los antiguos monu- enfriamiento, a los que llamó "glaciaciones", seguidos por mentos que la naturaleza ha dejado en las petrificacio- periodos de calentamiento o "interglaciares" en los que nes, los bosques fósiles y las capas de hulla que constitu- la vegetación tropical había llegado hasta las latitudes yen la primera vegetación de nuestro planeta. Descubre los frutos petrificados de las Indias, las palmeras, los he- CI E NCIAS 66 ABRIL



lechos arbóreos, las escitamíneas y el bambú de los tró- picos, sepultados en las heladas tierras del norte; consi- dera si estas producciones equinocciales, lo mismo que los huesos de los elefantes, tapires, cocodrilos y didelfos, recientemente encontrados en Europa, han sido trans- portados a las regiones templadas por la fuerza de las co- rrientes en un mundo sumergido bajo el agua, o si estas mismas regiones alimentaron en la antigüedad las pal- meras y el tapir, el cocodrilo y el bambú. Uno se inclina hacia esta opinión, cuando se consideran las circunstan- cias locales que acompañan estas petrificaciones de las Sin conocer los valle glaciares que llevaron a Agassiz a elaborar su teoría, simplemente viajando por Venezue- la, Ecuador y México, Humboldt había llegado ya —me- dio siglo antes— a la conclusión de que el clima en la Tierra no era constante.
Wegener, el gran menospreciado
En 1880, pocos años después de la muerte de Agassiz —en los Estados Unidos—, otro gran precursor nacía en Alemania; su nombre era Alfred Lothar Wegener. Des- pués de obtener un doctorado en la Universidad de Ber- lín en 1905, Wegener tuvo oportunidad de integrarse a una expedición danesa a Groenlandia de 1906 a 1908.
Allí empezó a interesarse en el movimiento de los conti- nentes a escala global, y elaboró una teoría que en su tiempo casi nadie quiso aceptar.
Como otros científicos que lo precedieron, Wegener había notado la similitud del perfil de las costas de África y América, y especuló que estas tierras habían estado al- guna vez unidas —posiblemente en el Paleozoico tardío, unos doscientos cincuenta millones de años atrás— for- mando un supercontinente ancestral al cual llamó Pan- gea. Basado en evidencias biológicas y geológicas, Wege- ner pudo demostrar que rocas y fósiles similares se encontraban en las costas de continentes separados, co- mo América y África, y que grupos biológicos emparen- tados poblaban áreas ahora distantes. En apoyo a su teo- ría, además, esgrimió el argumento de la presencia de organismos fósiles tropicales en ambientes actualmente Basado en estas evidencias, Wegener postuló la teoría de la deriva continental, en la que aseguraba que los conti- nentes se desplazaban lentamente sobre la corteza terres- tre. Sin embargo, la falta de un mecanismo que explicara la causa de esto, y el rechazo enérgico y fundamentalista del establishment geológico, llevaron a los investigadores CI E NCIAS 66 ABRIL


de su época a desechar las hipótesis del movimiento con- lugar, la excentricidad de la órbita terrestre experimenta tinental, a pesar de los incuestionables argumentos de variaciones periódicas, que tienen como consecuencia la Wegener. Amargado por la falta de reconocimiento, We- modificación de la distancia media entre la Tierra y el gener murió heroicamente en 1930, en el rescate de un Sol; cuando ésta aumenta en la elipse orbital, disminuye grupo de colegas que se había extraviado en el hielo, du- el flujo anual de energía solar incidente. En segundo lu- rante su tercera expedición a Groenlandia. Nunca llegó a gar, la inclinación del eje de la Tierra —el ángulo entre enterarse de que, en los sesentas, su teoría sería retoma- el eje de rotación y el plano de la órbita, que en la actua- da con el nombre de "tectónica de placas", y que sus ideas lidad es de 23° 27'—, sufre fluctuaciones a lo largo del dieron a la geología una teoría unificadora, que lo expli- tiempo causadas por la influencia gravitatoria de los de- ca todo; desde los volcanes y los terremotos, hasta la for- más planetas. Finalmente, el eje de rotación terrestre mación de cordones de montañas y cuencas oceánicas.
cambia la dirección hacia la cual se inclina, igual que un Humboldt había concluido, sorprendentemente, que trompo al girar, y describe un cono perpendicular al pla- los continentes se movían de alguna manera, y había lle- no que contiene la órbita terrestre, lo cual, a su vez, oca- gado a esta deducción unos ciento veinte años antes que siona que el equinoccio se ubique en distintas partes de Wegener. Nuevamente, sus razonamientos se basaban en la la órbita terrestre según la orientación del eje. A este fe- simple observación de campo sobre la distribución geo- nómeno se le denomina precesión de los equinoccios.
gráfica de las plantas: "Para decidir acerca del antiguo Milankovich pudo calcular que los periodos caracterís- enlace de continentes ve- ticos de los efectos pro- cinos, la geología se funda ducidos por cada uno de sobre la análoga estruc- los tres factores anteriores tura de las costas, los ba- —excentricidad de la ór- jíos del océano y la iden- bita, inclinación del eje, y tidad de los animales que precesión de los equinoc- los habitan. La geografía cios— son de cien mil, cua- de las plantas proporcio- renta y un mil, y veintidós na materiales preciosos mil años, respectivamen- para este género de inves- te. Sus estudios demostra- tigaciones: desde cierto ron que el efecto combi- punto de vista, puede ha- nado de los tres ciclos es cernos reconocer las islas suficiente como para que que, antiguamente unidas, se han separado; muestra que la Tierra pueda calentarse y enfriarse significativamen- la separación de África y América meridional se hizo an- te, produciendo las glaciaciones de los últimos dos millo- tes del desarrollo de los seres organizados. Todavía más, nes de años.
esta ciencia nos muestra cuáles plantas son comunes al Durante casi cincuenta años, desde su publicación en Asia oriental y a las costas de México y California [.] varias revistas serbias en la década de los veintes, su teoría Con la ayuda de la geografía de las plantas puede uno re- fue ignorada por la comunidad científica. Sorpresivamen- montar con cierta certeza hasta el primer estado físico te, en 1976, un trabajo escrito por J. D. Hays, J. Imbrie y N. J. Shackleton, aparecido en la prestigiosa revista Scien- ce, demostró que las temperaturas globales inferidas a par- Milankovich, o las desventajas de publicar en serbio
tir de núcleos del sedimento marino correspondían con los cambios en la órbita y la inclinación de la Tierra pre- Nacido en 1878 —unos pocos meses antes que Wege- dichos por Milankovich. En efecto, los datos mostraban ner—, el tercer gran precursor de esta historia es un ma- que los cambios en la excentricidad, inclinación y prece- temático serbio, profesor de mecánica en la Universidad sión de la Tierra eran los motores del cambio climático de Belgrado, de nombre Milutin Milankovich; quien de- mostró que la cantidad promedio de radiación prove- Desafortunadamente, Milankovich no pudo verse rei- niente del Sol que llega a la Tierra no es constante, como vindicado, ya que había fallecido dieciocho años antes.
se creía, sino que varía de acuerdo a tres factores que in- Sin desarrollar la elegante y compleja teoría del ma- ducen cambios en la trayectoria del planeta. En primer temático serbio, Humboldt había intuido la razón pro- CI E NCIAS 66 ABRIL


funda de los cambios que habían operado —para él de manera obvia y transparente— sobre el clima de la Tie- rra en el pasado: "Pero ¿pueden admitirse estos enormes cambios en la temperatura de la atmósfera, sin recurrir a un desplazamiento de los astros o a un cambio en el eje de la Tierra? […] Un aumento en la intensidad de los ra- yos solares, ¿habría expandido, en ciertas épocas, el calor de los trópicos sobre las zonas vecinas del polo? Estas va- riaciones, que habrían hecho a Laponia habitable para las plantas equinocciales, los elefantes y los tapires, ¿son periódicas? ¿O son el efecto de algunas causas pasajeras y perturbadoras de nuestro sistema planetario"? Del conocimiento a la acción
De manera prodigiosa, Humboldt pudo anticipar —a par- tir de sus exploraciones en México y Sudamérica— las grandes teorías biológicas que surgirían y se consolida- rían en los siguientes doscientos años. Si bien, quizás, esa no es su grandeza fundamental, su capacidad de in- ferir el funcionamiento de sistemas tan complejos no de- ja de ser un motivo de asombro, que para México legó una de las más lúcidas descripciones de nuestra natura- leza y cultura durante el siglo XVIII. En referencia a la Ciu- dad de México Humboldt escribió en el Ensayo político sobre el Reino de la Nueva España, publicado en 1822: "La construcción de la nueva ciudad, comenzada en 1524, con- sumió una inmensa cantidad de maderas de armazón y pilotaje. Entonces se destruyeron, y hoy se continúa des- truyendo diariamente, sin plantar nada de nuevo, si se exceptúan los paseos y alamedas que los últimos virre- yes han hecho alrededor de la ciudad y que llevan sus nombres. La falta de vegetación deja el suelo descubierto a la fuerza directa de los rayos del sol, y la humedad que no se había ya perdido en las filtraciones de la roca amig- daloide basáltica y esponjosa, se evapora rápidamente y se disuelve en el aire, cuando ni las hojas de los árboles ni lo frondoso de la yerba defienden el suelo de la influen- cia del sol y vientos secos del mediodía [.] Como en todo el valle existe la misma causa, han disminuido visible- mente en él la abundancia y circulación de las aguas. El lago de Texcoco, que es el más hermoso de los cinco, y que Cortés en sus cartas llama mar interior, recibe actual- mente mucha menos agua por infiltración que en el siglo XVI, porque en todas partes tienen unas mismas conse- cuencias los descuajos y la destrucción de los bosques".
Dos siglos antes de que la Ciudad de México enfrentara la crisis ambiental que hoy vive, Alexander von Humboldt pudo prever las dificultades hidrológicas que sobrevendrían CI E NCIAS 66 ABRIL y pudo atribuirlas, correctamente, a las consecuencias de "los descuajos y la destrucción de los bosques." La de- vastación forestal, profetizó, traería graves consecuen- cias para el ciclo del agua. Hoy, gracias a las teorías modernas de la diversidad biológica sabemos que los bosques, y en particular los bos- ques tropicales, son también inmensos reservorios de riqueza biológica, en donde sobrevive una gran parte de las especies del planeta. Un concepto que, por supuesto, tam- poco fue ajeno a Humboldt, quien realizó en el Ensayo sobre la geografía de las plantas el primer análisis serio de la importancia de la diversidad biológica en los bosques tropicales de montaña: "De tal estado de cosas resulta que cada altura bajo los trópicos, al presentar condiciones particulares, ofrece también productos variados según la naturaleza de las circunstancias, y que en los Andes de Quito, en una zona de mil toesas (dos mil metros) de an- problemas centrales de la ciencia y de las sociedades mo- chura horizontal, se descubrirá una mayor variedad de dernas que debemos enfrentar y resolver todos los seres formas que en una zona de la misma extensión en la pen- humanos de manera colectiva. Es una cuestión esencial diente de los Pirineos".
para la sobrevivencia del planeta, y para nuestra propia Del conocimiento de un fenómeno surge la apreciación sobrevivencia. Pero también es parte de nuestra heren- del mismo, y de ésta la necesidad de protegerlo. Así, en cia cultural, de ese "celo por las ciencias naturales en las notas precursoras tomadas por dos botánicos —Hum- que con tanto honor se distingue México", como tan bien boldt y Bonpland—, sin más elementos que un teodolito, lo describió Alexander von Humboldt. Muchas veces he- una brújula, una prensa de herbario y una desbordada mos repetido que debemos conservar la naturaleza por pasión por la observación minuciosa del mundo natural, nuestros hijos y por los hijos de nuestros hijos. Es cierto, está también contenido el embrión de la biología de la pero quizás también debemos cuidar la naturaleza por la conservación, la semilla de la protección de la diversidad naturaleza misma, sin más recompensa que sentirnos parte de la continuidad de la evolución biológica sobre la La conservación de la riqueza biológica es un impera- Tierra. Si Humboldt estuviera hoy vivo, creo que estaría tivo de la coyuntura global del siglo XXI, y es uno de los Alejandro de Humboldt. 1834. Viaje a las Regiones sus ejemplares, ca. 1800. P. 8: Keller- Leuzinger, Hum- Equinocciales del Nuevo Continente. Monte Ávila, Ca- boldt y Bonpland en una región desconocida del Alto Instituto Nacional de Ecología.
racas, 1991.
Orinoco, ca. 1800; Keller, Humboldt y Bonpland en uncampamento en el Orinoco, ca. 1800. P. 9: Humboldt, Foca de la costa pacífica del Perú, ca. 1802. P. 10: W.
P. 4: Humboldt y Bonpland, Vista de las cordilleras, ca.
Von Kaulbach, Humboldt veía su trabajo en Cosmos co- Humboldt, Alejandro de. 1811. Ensayo político sobre 1799. P. 5: M. Alcide D'Orbigny, Un viaje pintoresco en mo una carrera contra la muerte . P. 11: Humboldt, Per- el Reino de la Nueva España. Porrúa, México, 1978.
las dos Américas, ca. 1799. P. 6: Humboldt, Boceto de fil del Chimborazo mostrando la localización de plantas Humboldt, Alexander von. 1805. Ensayo sobre la un aucarí de cara negra del río Negro, ca. 1800. P. 7: a distintas altitudes, ca. 1787; Humboldt, Hoco o pavo geografía de las plantas. Siglo XXI/UNAM, México, 1997.
Roth, Homboldt y Bonpland en el Orinoco rodeados por silvestre, ca. 1800.
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Source: http://axayacatl.edu.mx/historia/wp-content/uploads/2013/02/redescubriendoaalexandervonhumboldt_exequielezcurra.pdf

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How to deal with toxicity of targeted therapies Liesbeth Lemmens, BSc, MSc, Coordinator clinical trials digestive oncology, University Hospitals, Leuven, Belgium ‘mouse' part of the chimeric drug. Nurses must be aware that this During the last decade, targeted therapies such as epidermal growth reaction can occur immediately after the start of the

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BENZON SYMPOSIUM No. 47 MOLECULAR PHARMACOLOGY OF ION CHANNELS AUGUST 13-17, 2000, COPENHAGEN, DENMARK Organizing committee: Jan Egebjerg, Søren-P. Olesen and Povl Krogsgaard-Larsen Abstracts - MONDAY, August 14, 2000 Kainate Receptor-Deficient Mice Stephen Heinemann, Molecular Neurobiology Laboratory, Salk Institute, La Jolla, Ca, U.S.A Abstract not received Importance of AMPA Receptors in synaptic plasticity Sprengel R., Borchardt T., Mack V., Jensen V., Ovind H. 1, Feldmeyer D., Burnashev N.2& P.H. Seeburg Depts. of Molecular Neuroscience and 2Cell Physiology of the Max-Planck Institute for Medical Research, Heidelberg, Germany 1Dept. of Physiology, Institute of Basic Medical Sciences, University of Oslo, Norway. We have adopted genetic strategies to determine the function of AMPA receptors in the formation of synaptic plasticity i.e long term potentiation (LTP) at CA3/CA1 synapses in the hippocampus of adult and juvenile mice. Using a variety of different mouse lines with perturbations in AMPA receptor expression, the involvement of the AMPA receptor subunits GluR-A and GluR-B in long term LTP was dissected. The GluR-B subunit was found to have its major function during development of a mouse brain. Up to postnatal day 15 to 25 the GluR-B subunit has to maintain distinct AMPA receptor channel properties, such as Ca2+-impermeability and linear current/voltage relationship. Mice with disturbed AMPA receptor mediated Ca2+-flux in principal neurones develop neurological phenotypes which can result in epileptic attacks and premature death of the carriers. At all ages examined LTP was present at CA3/CA1 connections indicating that GluR-B is not essential for synaptic plasticity. In contrast, abolished GluR-A subunit expression had minor effects on mouse development but on LTP formation, which was diminished completely in adult mice. In the absence of the GluR-A subunit the total amount of functional AMPA receptors was strongly reduced in CA1 pyramidal cells, and most of the remaining receptors were localised in synapses. In wild-type mice the majority of AMPA receptors are in extra-synaptic sites, which might indicate that the presence of extra-synaptic receptors is important for the formation of LTP. This is supported by the presence of CA3-CA1 LTP in young GluR-A-/- mice. At this age the ratio of extra-synaptic versus synaptic receptor is more in favour of extra-synaptic receptors. In summary, our mouse models might indicate that the AMPA-receptor level in the postsynaptic neuron is more important for LTP than the presence of individual AMPA receptor subunits. Regulation of Glutamate Receptor Function and Synaptic Plasticity Hey-Kyoung Lee, HHMI, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USA. Neurotransmitter receptors mediate signal transduction at the postsynaptic membrane of synaptic connections between neurons in both the central and peripheral nervous systems. We have been studying the molecular mechanisms in the regulation of neurotransmitter receptor function. Recently we have focused on glutamate receptors, the major excitatory receptors in the brain. Glutamate receptors can be divided into two major classes: non- NMDA and NMDA receptors. Non-NMDA receptors mediate rapid excitatory synaptic transmission while NMDA receptors play important roles in neuronal plasticity and development. Studies in our laboratory have found that both non-NMDA and NMDA receptors are multiply phosphorylated by a variety of protein kinases. Phosphorylation regulates several functional properties of these receptors including conductance and membrane targeting. For example, phosphorylation of the GluR1 subunit of non-NMDA receptors by multiple kinases including PKA, PKC and CaM kinase II regulates its ion channel function. Recent studies have demonstrated that the phosphorylation of AMPA receptors is regulated during cellular models of learning and memory such as long term potentiation (LTP) and long term depression (LTD). We have also been examining the mechanisms of the subcellular targeting and clustering of glutamate receptors at synapses. We have recently identified a variety of proteins that directly or indirectly interact with non-NMDA and NMDA receptors. We have found a novel family of proteins that we call GRIPs (Glutamate Receptor Interacting Proteins) that directly bind to the C-termini of the GluR2/3 subunits of non-NMDA receptors. GRIPs contain seven PDZ domains, protein-protein interaction motifs, which appear to crosslink non-NMDA receptors or link them to other proteins. In addition, we have recently found that the C-termini of GluR2 also interacts with the PDZ domain of