TEMA 1 EL TRABAJO CIENTÍCO LA MATERIA VIVA Y SU ESTUDIO

PRUEBA ESPECÍFICA DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD APUNTES DE BIOLOGÍA

APUNTES BIOLOGÍA


TEMA 1: EL TRABAJO CIENTÍCO: LA MATERIA VIVA Y SU ESTUDIO

1. La Biología descriptiva y la biología experimental

Se puede definir la Biología como la ciencia que estudia la vida. Relativo a esto

se definirá Ciencia como el estudio razonado de la materia y en el caso concreto

de la biología de la Materia Viva y se define Vida como una característica

concretada por la capacidad de nutrirse, relacionarse y reproducirse, tres

funciones que se conocen como funciones vitales y los seres que las realizan se

denominan Seres Vivos.

1.1.Biología Descriptiva:

Se basa en la simple observación de la estructura y el funcionamiento de los

seres vivos para posteriormente realizar descripciones de lo observado. Entre

las especialidades que se incluyen en este tipo de biología están: Anatomía

humana, morfología animal y vegetal, la fisiología animal y vegetal.

1.2.Biología Experimental:

Este tipo de biología se basa en la experimentación, es decir, en la aplicación

del método científico al estudio de la vida. En este tipo de Biología se parte

de la observación, luego se formulan hipótesis o se proponen modelos,

después se diseñan y se realizan experimentos objetivos que permiten

confirmar o desechar las hipótesis, se obtienen unos resultados y a partir de

ellos se formulan las conclusiones. Dentro de este tipo de ciencia existen

diferentes especialidades como son: Genética Mendeliana, la Genética

Molecular, el Metabolismo, la Inmunología y la Ecología.

La biología experimental ha abierto la puerta a muchos nuevos campos de

investigación y aplicación científica como son: terapia génica, alimentos

transgénicos, la clonación, la fecundación in vitro, la potabilización

biológica de las aguas contaminadas y el control biológico de plagas.

2. Las Áreas de la Biología

Dentro de la biología pueden distinguirse diferentes áreas o especialidades:

Anatomía (estructura de los seres vivos), Etología (Comportamiento animal),

Morfología (forma y origen de las estructuras de los seres vivos), Biofísica

(procesos físicos que se producen en los seres vivos), Filogenia (relaciones

evolutivas entre seres vivos), Organografía (estructura y función de los

órganos), Bioquímica (composición y procesos químicos en los seres vivos),

Fisiología (funciones orgánicas de los seres vivos), Paleontología (la vida en


épocas pasadas), Botánica (organismos vegetales), Genética (herencia de los

caracteres biológicos), Sistemática (clasificación de seres vivos según la

evolución y la filogenia), Citología (estructuras y funciones de las células),

Histología (estructura y función de los tejidos), Taxonomía (principios de la

clasificación de seres vivos), Ecología (relación entre seres vivos y su medio

ambiente), Inmunología (mecanismos de defensa de los organismos), Virología

(virus), Embriología (desarrollo de los embriones), Microbiología (organismos

microscópicos), Zoología (organismos animales).

Debido a los avances en el conocimiento se han ido desarrollando nuevas

especialidades científicas en biología:

Biología Molecular (comprende todos los procesos celulares), Biotecnología

(aplicación de la biología a los sistemas tecnológicos), Ingeniería genética

(estudio de la transferencia de ADN, tiene muchas aplicaciones), Genómica

(funcionamiento, evolución y origen de los genomas de los seres vivos),

Proteómica (estructura un función de las proteínas que derivan de un genoma),

Bioinformática (aplicación de la informática al estudio de procesos biológicos),

Biología de sistemas (estudio de procesos biológicos mediante la propuesta de

modelos matemáticos capaces de describirlos), Cibernética (estudio de los

sistemas de control basados en la retroalimentación).

3. Las aplicaciones de la Biología

En biología se pueden distinguir dos grandes líneas de trabajo:

- Biología Pura: se ocupa de todos aquellos aspectos de la investigación

biológica que tienen como finalidad conocer el funcionamiento de los seres

vivos en todos sus niveles desde el molecular hasta el de poblaciones, este

tipo de biología se da en especialidades como: genética molecular,

microbiología, bioquímica, ecología, fisiología vegetal, fisiología animal y

fisiología humana

- Biología aplicada: tiene como objetivo la aplicación de los descubrimientos

de la biología pura a otras áreas como: medicina, veterinaria, industria

alimentaria, ganadería agricultura, conservación del medio ambiente, etc.

4. El Método Científico

La biología busca explicar racionalmente aquellos fenómenos que se producen

en su campo de estudio. Su objetivo último es descubrir los principios generales

que rigen estos fenómenos, todo ello se realiza mediante un procedimiento

sistemático propio de todas las investigaciones científicas que se denomina

Método Científico que consta de las siguientes etapas:


- Observación: se puede realizar en la naturaleza o en un medio no natural, es

una observación inteligente, esto es intentando entender lo que sucede. Esta

etapa finaliza cuando el observador se ha hecho una pregunta para la cual

desconoce la respuesta, se dice entonces que el observador ha llegado al

planteamiento de un problema que es necesario resolver.

- Formulación de Hipótesis: consiste en plantear posibles respuestas al

problema planteado, esta etapa acaba cuando se selecciona una hipótesis

capaz de explicar el problema planteado.

- Experimentación: se basa en diseñar y realizar una serie de experimentos

cuyos resultados puedan confirmar o descartar la hipótesis planteada. En el

medio natural parte de la experimentación incluye trabajo de campo en el

que suelen realizarse recogidas de muestras, los trabajos de campo sobre

datos aportados por personas se suelen realizar mediante encuestas.

Se denomina variable independiente a la que determina y controla el

investigador y variable dependiente a la que varía en función de la anterior.

- Análisis de resultados: se trabaja sobre todos los resultados obtenidos en la

experimentación, se anotan, se analizan, se estudian estadísticamente, etc.

Finalmente se realiza una comparación de los resultados con los que cabría

esperar de ser cierta la hipótesis planteada

- Conclusiones y establecimientos de leyes científicas: si a partir de los

resultados obtenidos se concluye que la hipótesis inicial era errónea, se debe

plantear una nueva hipótesis de trabajo y entonces se deben de repetir todas

las etapas anteriores hasta llegar a ésta nuevamente.

Cuando una hipótesis ha sido repetidamente verificada por la observación y

la experimentación, se puede proceder al Enunciado de una teoría o de un

modelo de funcionamiento del fenómeno en cuestión.

5. Un ejemplo de la aplicación del método científico. La teoría de la

generación espontánea

Uno de los primeros ejemplos de aplicación del método científico tuvo relación

con la generación espontánea de vida a partir de materia no viva.

1- Observación de la hipótesis: a principios del siglo XVII, el científico

Francesco Redi se cuestión la teoría de la generación espontánea, en aquella

época la creencia general era que las larvas de las moscas se generaban a

partir de la carne en putrefacción, Redi elaboró la siguiente hipótesis: si las

moscas se posan sobre la carne, entonces aparecen larvas al cabo de varios

días.

2- Experimentación: para comprobar si esta hipótesis era cierta, Redi diseñó y

realizó una serie de experimentos: colocó trozos de pescado y carne en ocho

frascos grandes de boca ancha, cuatro abiertos y cuatro cerrados, al cabo de

poco tiempo comprobó que solo en los frascos abiertos donde podían entrar

y salir moscas aparecían larvas en la carne podrida. Luego repitió el


experimento de la misma manera pero cerró los frascos con gasa, así podía

pasar el aire pero no las moscas y el resultado fue que solo aparecían larvas

en los frascos destapados.

3- Resultados y conclusiones: la conclusión a la que llegó Redi fue que las

larvas no se generaban a partir de la carne sino que provenían de los huevos

que las moscas ponían en ella. Con esta conclusión Redi elaboró una teoría

contraria a la de la generación espontánea que se puede expresar así: Las

larvas de mosca no se originan espontáneamente a partir de la carne en

putrefacción sino que se forman a partir de los huevos que en ella ponen las

moscas, así los experimentos de Redi sirvieron para descartar la teoría de la

generación espontánea

4- Comprobaciones posteriores: Con el invento del microscopio hubo

científicos que volvieron a hablar de la teoría de la generación espontánea

para los microorganismos pero científicos posteriores que no estaban muy de

acuerdo con esto volvieron a realizar experimentos donde se comprobaba

que en frascos cerrados no crecían microorganismos y en los frascos abiertos

sí. El científico que aportó pruebas concluyentes fue Louis Pasteur quien en

1860 realizó un experimento similar al que efectuó Redi anteriormente. Con

este experimento Pasteur desechó definitivamente la teoría de la generación

espontánea y demostró que Todos los seres vivos proceden de otros seres

vivos.

6. Los trabajos de investigación científica

Un trabajo de Investigación se caracteriza por ser un trabajo encaminado a

descubrir algún aspecto que actualmente se desconoce, así una investigación se

denomina Científica si se realiza siguiendo el método científico.

Se considera que un experimento está correctamente diseñado si es reproducible

con los mismos resultados, así, si se repite ya sea en otro lugar o en otro

momento por mucho tiempo que pase, los resultados serán siempre los mismos.

6.1.Actitudes propias del trabajo científico:

En un trabajo científico se han de mantener los siguientes criterios

metodológicos:

- Se ha de estar al día de las nuevas técnicas y si es necesario hacer cursos

para adquirirlas

- Se ha de estar al día de los nuevos descubrimientos que hacen los otros

investigadores de la especialidad

- Se han de publicar los trabajos realizados y los resultados encontrados para

que todos los demás investigadores puedan disponer de ellos

- Los trabajos realizados se han de exponer en congresos científicos para

poder discutirlos con los demás especialistas y estos han de quedar a

disposición de todos los demás investigadores mediante su publicación en

revistas especializadas


- Se ha de estar abierto a nuevas ideas. Si no los dogmas indiscutibles con el

tiempo se pueden convertir en los impedimentos más difíciles de superar

para poder avanzar.

También existen una serie de criterios éticos que también se han de

mantener en cualquier investigación científica:

- Los experimentos se han de diseñar para poner a prueba las hipótesis, es

decir, se ha de evitar encaminar los experimentos para obtener los resultados

que se desearían.

- No se han de despreciar los experimentos que den resultados contrarios a los

esperados, sino intentar saber las causas y en cualquier caso, darlos a

conocer

- Se ha de mantener una actitud de imparcialidad respectos a las hipótesis que

se proponen y las posibles hipótesis alternativas de otros investigadores

- Se ha de anteponer la obligación de hacer públicas las conclusiones aunque

ello perjudique determinados poderes económicos

Actualmente la investigación científica se realiza conjuntamente por equipos

lo que implica el desarrollo de las siguientes actitudes sociales:

- Tener una elevada capacidad de comunicación, tanto con otros especialistas

como con no especialistas

- Saber explicar la importancia del trabajo a las entidades que destinan

recursos para la investigación y a todos los ciudadanos, para que defiendan

su comunidad

6.2. Temas de investigación:

En el planteamiento y planificación de una investigación deben tenerse en

cuenta tanto los medios como el tiempo disponible para su realización.

En biología y a niveles inferiores pueden abordarse varios tipos de trabajos

de investigación:

- Trabajos de laboratorio, que básicamente son aquellos que están basados

en la realización de experimentos u observaciones en un laboratorio. En

estos trabajos hay dos factores limitantes que son los medios materiales y el

horario de acceso al laboratorio

- Trabajos de campo, se distinguen tres modalidades:

Basados en estudios en la naturaleza, ya sea en el mar, en la montaña o en un

medio urbano de una determinada especie.

Basados en estudios de la estructura y el funcionamiento de un determinado

ecosistema.

Basados en estudios de un determinado grupo de especies.

- Trabajos basados en encuestas, este tipo de trabajos son muy apropiados

para averiguar datos sobre la salud y los hábitos de vida de una sociedad.

Una vez que se ha decidido el tema de investigación, la primera tarea a

realizar es asegurarse de que no ha sido ya estudiado y conocer cuál es el

estado del conocimiento actual sobre el tema elegido


6.3. Material y Métodos. La experimentación:

El siguiente paso en una investigación es diseñar la metodología que se va a

seguir para poder confirmar o descartar la hipótesis inicial de trabajo, a

continuación se realiza la experimentación que se puede llevar a cabo en un

laboratorio o como trabajo de campo en la naturaleza, en la calle si se trata

de encuestas, etc.

La Muestra ha de ser igual o superior al denominado tamaño mínimo de la

muestra, que se puede definir como aquel que si es superado apenas aporta

más información y comporta un esfuerzo innecesario. En los Muestreos

suele ser preferible tomar varias réplicas. Los puntos de muestreo pueden

establecerse al azar o bien evitando los puntos que no son representativos.

En los ecosistemas, el intervalo de muestreo depende del tiempo que tardan

las especies en reproducirse, además en los ecosistemas deben tomarse

diferentes datos dependiendo del tipo de ecosistema:

- En ecosistemas terrestres, las muestras deben incluir datos sobre la fecha,

la altura, la pendiente, la orientación con respecto al sol, el tipo de suelo o de

roca y la superficie muestreada

- En ecosistemas acuáticos, las muestras deben incluir datos sobre la fecha, la

profundidad, tipo de sustrato y la superficie muestreada, si es una comunidad

bentónica o el volumen recogido si es planctónica, la temperatura del agua y

el hidrodinamismo.

6.4. Análisis de resultados:

Los datos obtenidos suelen ser procesados con ayuda de programas

informáticos, con los que se generan tablas, gráficos y se calculan aquellos

valores estadísticos necesarios para analizar los datos, entre ellos: la

mediana, la moda, la media aritmética ponderada y la desviación típica o

desviación estándar.

Con todos estos datos se pueden calcular una serie de parámetros que

permiten luego compararlas comunidades de diferentes lugares o épocas.

Estos parámetros son:

Frecuencia (F) de una especie es el porcentaje de muestras en que ha

sido recolectada

Densidad (d) es el número de individuos de una especie que hay por

unidad de superficie o volumen

Abundancia (A) se calcula dividiendo el número total de individuos

recolectados de una especie (n1) entre el número total de las muestras

tomadas (Mt)

Dominancia (D) de una especie en la comunidad es la proporción

entre el número de individuos recolectados de esa especie (n1) y el

número total de individuos recolectados (Nt)


Diversidad, se define como la probabilidad de que al tomar una

muestra al azar de una comunidad, cada individuo sea de una especie

diferente

Estratificación es la distribución en capas superpuestas de las

poblaciones que forman la comunidad

6.5. Conclusiones:

Las conclusiones configuran la última etapa de una investigación. Han de

centrarse principalmente en confirmar o rebatir la hipótesis inicial

Al final de cualquier trabajo científico debe de añadirse una relación de la

bibliografía utilizada, siguiendo unas normas establecidas para su cita, si es

necesario se puede adjuntar un anexo con las tablas de datos, las gráficas

complementarias, etc.

7. Proyección social de la ciencia

Las características particulares de objetividad y contrastación del método

científico han hecho que, aunque de forma lenta y no exenta de mucho esfuerzo,

la humanidad haya ido avanzando en el conocimiento de la realidad y, por tanto,

que la sociedad confíe en la ciencia para intentar encontrar soluciones a algunos

de sus problemas

Los descubrimientos científicos y sus aplicaciones a la vida diaria, es decir, las

tecnologías, constituyen un elemento muy importante que incide en la estructura

y el funcionamiento de la sociedad y en el medio ambiente natural, todo ello ha

llevado a proponer un estudio conjunto en el que intervinieran tanto científicos

como ingenieros y humanistas, es lo que se denomina un enfoque de Ciencia,

Tecnología y Sociedad (CTS), cuyos principales objetivos son:

- Promover la enseñanza de las ciencias a todos los ciudadanos para que

puedan entender sus avances

- Estimular las vocaciones científicas entre los jóvenes

- Fomentar la participación de especialistas en humanidades en los equipos

científicos

- Favorecer actitudes democráticas ante todos los avances científicos y

tecnológicos que tienen un impacto social relevante

- Intentar que todas las personas dentro de sus posibilidades sigan y apliquen

con asiduidad el Método Científico, ya que este método implica que no se

puede ni se debe actuar obviando los resultados


8. Ciencia y Bioética

Generalmente para regular la aplicación de los avances científicos, los

Gobiernos crean Comités de Bioética constituidos por científicos, sociólogos,

médicos, responsables políticos, representantes de colectivos implicados, etc.

También están organizaciones como la ONU, la OMS, la UNESCO y otras que

hacen Declaraciones Universales sobre los aspectos éticos de los avances

científicos y las envían a todos los países pidiendo su seguimiento.

Los principales objetivos de la Bioética que hay planteados a nivel internacional

son:

El respecto a la dignidad de la persona: no todo lo que es técnicamente

posible es éticamente aceptable. Muchas técnicas cuya aplicación es

lícita en especies animales y vegetales, no lo son en la especie humana,

dado el respeto que merece la dignidad de las personas, seres inteligentes

y libres

La disponibilidad universal de los grandes avances científicios: se

considera que todos los pueblos han de poder acceder a los avances en

medicina, en agricultura, a las variedades transgénicas, etc., y no sólo los

países que dominan estas técnicas, por eso tienen que ser los gobiernos

los que se responsabilicen de que dichos descubrimientos también sean

accesibles a los países con pocos recursos económicos

La conservación de la biodiversidad: la enorme pérdida de

biodiversidad se relaciona con la actividad humana, concretamente con la

destrucción de selvas y bosques para conseguir espacio para cultivo y

para la cría de ganado, por esto se han propuesto dos principios éticos de

actuación:

- El principio del desarrollo sostenible, que consiste en contemplar el

medio ambiente como un aspecto propio de la actividad humana y

considerar el coste de su mantenimiento como un elemento

imprescindible para decidir si una determinada actuación es rentable o no

- El principio de precaución, que consiste en no realizar determinadas

acciones de las que se desconozca su impacto ambiental

Documents

TEMA 1 EL TRABAJO CIENTÍCO LA MATERIA VIVA Y SU ESTUDIO