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Con el desarrollo de las religiones organizadas, el origen de las enfermedades a menudo se vinculaba a la ira de los dioses o a demonios. La curación se buscaba a través de la oración, ofrendas y la intervención de sacerdotes o chamanes.
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Las enfermedades se atribuían a fuerzas sobrenaturales, espíritus malignos o castigo divino. Se creía que los malos espíritus entraban en el cuerpo y causaban la enfermedad, o que era una penitencia por pecados. Se usaban rituales, amuletos y exorcismos como tratamientos.
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Hipócrates y sus seguidores propusieron que la salud dependía del equilibrio de cuatro fluidos corporales (humores): sangre, flema, bilis amarilla y bilis negra. Las enfermedades surgían de un desequilibrio en estos humores, y los tratamientos buscaban restaurar ese equilibrio (purgas, sangrías, dietas).
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Se pensaba que las enfermedades eran causadas por "miasmas" o vapores nocivos que emanaban de materia orgánica en descomposición, agua estancada o aire viciado. La mala ventilación y la suciedad se consideraban fuentes de miasmas. Los tratamientos incluían la mejora de la higiene y la ventilación
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Se creía que las enfermedades eran influenciadas por la posición de los astros y las fuerzas cósmicas. Los astrólogos y médicos observaban las alineaciones planetarias para predecir o explicar brotes de enfermedades.
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Antes de los trabajos definitivos de Pasteur y Koch, algunos científicos como Agostino Bassi (trabajando con la muscardina del gusano de seda) y Ignaz Semmelweis (con la fiebre puerperal) ya sospechaban que agentes invisibles, similares a microorganismos, podían ser la causa de las enfermedades. Semmelweis promovió la higiene de manos en hospitales.
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Louis Pasteur demostró que la fermentación y muchas enfermedades eran causadas por microorganismos específicos (teoría germinal de la enfermedad). Robert Koch estableció postulados rigurosos para demostrar que un microorganismo particular causa una enfermedad específica, sentando las bases de la microbiología médica y fitopatológica moderna.
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Surgieron ideas que consideraban factores más allá de los microorganismos, incluyendo la genética, la nutrición, el estrés ambiental y la interacción compleja entre el patógeno, el hospedero y el ambiente (enfoque ecológico de la enfermedad).
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En fitopatología, se aplicaron los postulados de Koch para identificar bacterias y hongos patógenos. Se desarrollaron métodos de diagnóstico molecular y se estudiaron virus y viroides. El enfoque se amplió para entender la epidemiología, el control integrado de plagas y enfermedades, y la resistencia genética de las plantas.
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A lo largo de la historia, las teorías no siempre reemplazaron completamente a las anteriores, sino que a menudo coexistieron o se integraron. Por ejemplo, la importancia de la higiene (miasma) se mantuvo relevante incluso después de la teoría microbiana, y la susceptibilidad genética (otras nociones) es crucial para entender por qué algunas plantas enferman y otras no ante la misma exposición a un patógeno.