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Contenido principal

La biología y el método científico: repaso

Términos clave

TérminoSignificado
BiologíaEl estudio de los seres vivos
ObservaciónPrestar atención y describir eventos de forma ordenada
HipótesisUna explicación científica que se puede poner a prueba a través de la experimentación o la observación
Expermiento controladoUn experimento en el que solo se cambia una variable
Variable independienteLa variable que deliberadamente cambiamos en un experimento
Variable dependienteLa variable observada y que cambia en respuesta a la variable independiente
Grupo controlEl grupo de referencia que no tiene cambios en la variable independiente
Teoría científicaUna explicación bien comprobada y ampliamente aceptada para un fenómeno
Sesgo científicoProceso durante el cual un investigador influye sobre los resultados, ya sea con conocimiento o sin él
PlaceboUna sustancia sin efecto terapéutico; con frecuencia se usa como control en experimentos
Estudio doble ciegoEstudio en el que ni los participantes ni los científicos saben quién está recibiendo un tratamiento en particular

La naturaleza de la biología

La biología es la rama de la ciencia que se dedica al estudio de los seres vivos u organismos. Los biólogos han identificado rasgos que son comunes en todos los seres vivos que conocemos. Aunque los seres no vivos pudieran tener algunas de estas propiedades, para que algo se considere vivo, debe complir con todas ellas.

Propiedades de la vida

  1. Organización: los seres vivos están altamente organizados (es decir, contienen partes especializadas y coordinadas) y están hechos de una o más células.
  2. Metabolismo: los seres vivos deben utilizar energía y consumir nutrientes para realizar las reacciones químicas que sostienen la vida. La suma total de las reacciones químicas que ocurren en un organismo se conoce como metabolismo.
  3. Homeostasis: los seres vivos regulan su ambiente interno para mantener el rango relativamente estrecho de condiciones necesarias para el funcionamiento celular.
  4. Crecimiento: los seres vivos experimentan crecimiento controlado. Las células individuales crecen en tamaño, y los organismos pluricelulares acumulan muchas células a través de la división celular.
  5. Reproducción: los seres vivos se puede reproducir para crear nuevos organismos.
  6. Capacidad de reacción: los seres vivos responden a los estímulos o cambios en su ambiente.
  7. Evolución: las poblaciones de organismos pueden evolucionar, es decir que su composición genética puede cambiar con el tiempo.

Metodología científica

El método científico implica hacer observaciones y formular preguntas.
Los científicos formulan hipótesis de acuerdo con estas observaciones y luego desarrollan experimentos controlados para recopilar y analizar datos. Mediante estos datos, pueden llegar a conclusiones y formular preguntas para investigaciones cientificas nuevas.

Ejemplo del método científico: tostador que no tuesta

  1. Observación: el tostador no tuesta.
  1. Pregunta: ¿porqué mi tostador no tuesta?
  1. Hipótesis: tal vez el enchufe está descompuesto.
  1. Predicción: si conecto el tostador en otro enchufe, entonces sí tostará el pan.
  1. Prueba de la predicción: conecta el tostador en otro enchufe y vuelve a intentar.
Y el resultado es:
Panel izquierdo: ¡mi pan se tuesta! La hipótesis se respalda. Panel derecho: mi pan aún no tuesta. La hipótesis no se respalda.
  1. ¡Tiempo de repetir!
Panel izquierdo (en caso que la hipótesis se respalde): ¿pero qué falla en el enchufe? Panel derecho (en caso que la hipótesis no se respalde): eh... quizá el tostador tiene algún alambre roto.
Los datos de muchos experimentos se usan para entender mejor cómo funciona el mundo y para desarrollar teorías científicas.

Diseño experimental

La experimentación es el corazón de la ciencia. Los científicos hacen preguntas, reunen evidencia, comparten ideas y analizan datos.
En el diseño de un experimento, primero se tiene que identificar la pregunta (o preguntas) específica que el experimento debe responder. La variable independiente y la variable dependiente también se deben identificar, ya que el objetivo de un diseño experimental es entender cómo una variable afecta otra.
Un experimento sencillo debe tener solo una variable independiente. Todos los demás factores que pudieran tener un efecto sobre el resultado del experimento se deben controlar o mantener constantes. Además, debe haber un grupo control en el experimento que se usa como un punto de referencia de comparación. Este grupo no tendrá una variable independiente manipulada.

Reducción de errores y de sesgo

Es importante diseñar un experimento que lleve a los resultados más fiables posibles.
Los científicos generalmente pretenden ser objetivos, pero son personas y tienen sus propios gustos, disgustos y sesgos personales. Debido a esto, los datos científicos pueden ser interpretados de diferentes formas por distitntos científicos.
Algunas maneras de evitar esto incluyen:
  • Tener un tamaño de muestra grande en el experimento: esto ayuda a tomar en cuenta cualquier diferencia pequeña entre los sujetos de prueba que pudiera dar resultados inesperados.
  • Repetir los ensayos experimentales varias veces: puede haber errores que resulten de ligeras diferencias en los sujetos de prueba, o errores en la metodología o recolección de datos. La repetición de los ensayos ayuda a disminuir esos efectos.
  • Incluir todos los datos numéricos: a veces es tentador descartar los datos numéricos que no son consistentes con la hipótesis propuesta. Sin embargo, ¡esto lleva un estudio equivocado! Se tienen que incluir todos los datos numéricos, sin importar si apoyan a la hipótesis o no.
  • Usar placebos, cuando sea adecuado: los placebos evitan que los sujetos de prueba sepan si están recibiendo una sustancia terapéutica real. Esto ayuda a los investigadores a determinar si una sustancia tiene un verdadero efecto.
  • Implementar estudios doble ciegos, donde sea apropiado: los estudios doble ciegos evitan que los investigadores sepan el estado de un participante en particular. Esto ayuda a evitar el sesgo del observador.

Comunicación de los hallazgos

Para que una investigación sea aceptada, debe ser compartida con la comunidad científica. Los científicos frecuentemente colaboran en grupos y dan a conocer sus investigaciones a otros grupos. Esta comunicación debe seguir lineamientos específicos para asegurar que sea apropiada.
La publicación de hallazgos de investigación en revistas científicas arbitradas le permite a los científicos compartir ideas, y le da a los demás científicos la oportunidad de evaluar y comprobar el análisis de datos que se proporciona.

Cosas para recordar

  • Una hipótesis no es necesariamente la explicación correcta. Por el contrario, es una posible explicación que se puede poner a prueba para ver si probablemente sea correcta, o si se tiene que formular una hipótesis nueva.
  • No todas las explicaciones se pueden considerar una hipótesis. Para que una hipótesis sea válida, debe ser comprobable y falsificable. Por ejemplo, "el universo es hermoso" no es una buena hipótesis porque no existe un expermiento que pudiera probar esta declaración y mostrar que es falsa.
  • En la mayoría de los casos, el método científico es un proceso repetitivo. En otras palabras, es un ciclo más que una línea recta. El resultado de un experimento frecuentemente se convierte en retroalimentación de la que surgen nuevas preguntas para más experimentación.
  • Los científicos usan la palabra "teoría" de forma muy distinta a los no científicos. Cuando muchas personas dicen "tengo una teoría", lo que quieren decir es "tengo una sospecha." Las teorías científicas, por su parte, son explicaciones científicas bien comprobadas y altamente confiables de los fenómenos naturales. Unifican muchas observaciones repetidas y los datos recopilados de muchos experimentos.

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