La naturaleza de la ciencia

Las ciencias biológicas, como las ciencias en general, son una manera
de interpretar el mundo que nos rodea. Los científicos obtienen
datos para responder una pregunta, para apoyar o rechazar una idea.
Las preguntas y las ideas son el disparador de toda actividad científica.
Los datos biológicos se pueden generar por la observación sistemática,
incluso con experimentos deliberados y planeados, de los cuales
veremos muchos ejemplos a lo largo de este texto. También se pueden
interpretar retrospectivamente, como cuando se reconsidera la
determinación de un organismo y su asignación a cierto grupo taxonómico.
Las grandes contribuciones de la ciencia no son simplemente la
adición de datos nuevos, sino la percepción de nuevas relaciones entre
datos ya existentes; en otras palabras, implican el desarrollo de nuevas
ideas. Las ideas de la ciencia se organizan en distintas categorías que,
en orden creciente en cuanto a su alcance, se denominan hipótesis,
teorías y principios o leyes.
En un comienzo se hallan el pálpito o la conjetura informada, que
es la manera en que nace la mayoría de las hipótesis. Una aproximación
intuitiva se transforma en una hipótesis –y por lo tanto, en una
idea que se puede investigar científicamente– sólo cuando se expresa
de modo tal que sea susceptible de ser puesta a prueba, aun cuando
la prueba no pueda hacerse de inmediato. La puesta a prueba de una
hipótesis a menudo puede hacerse rápido pero, en algunos casos, sufre
una larga demora. Por ejemplo, algunas hipótesis corrientes sobre
las interacciones que determinan la estructura de las selvas tropicales
no se pueden evaluar hasta que los biólogos que trabajan en el tema
hayan reunido una gran cantidad de datos. Asimismo, hubo varias hipótesis
respecto de la organización de la célula que no pudieron ponerse
a prueba hasta que se fabricó el microscopio electrónico; los organismos
más sencillos también se pudieron estudiar con más detalle sólo
cuando se contó con instrumentos de observación de mayor precisión.
En algunos casos, una hipótesis puede someterse a prueba mediante
ensayos experimentales sencillos. Por ejemplo, si se postula que
una especie de planta es enana porque crece en una región de condiciones
climáticas que le son desfavorables, y que no le permiten desarrollarse
en todo su potencial, esta hipótesis se puede evaluar haciendo
crecer la planta en distintas condiciones de humedad, temperatura,
acceso a nutrientes, entre otros factores. Este tipo de prueba con frecuencia
implica el diseño de un experimento controlado, en el cual dos
grupos de organismos se exponen a condiciones idénticas en todos los
aspectos posibles, excepto aquel que se está estudiando. A menudo,
sin embargo, las pruebas más importantes de una hipótesis son indirectas.
Aunque una prueba clave obtenida en un experimento o mediante
una observación puede demostrar que una hipótesis es falsa e indicar
que debe ser modificada, ningún dato puede confirmar en forma
definitiva que una hipótesis es verdadera, simplemente porque nunca
podemos estar seguros de que hemos examinado toda la evidencia relevante.
Sin embargo, repetidas pruebas exitosas de una hipótesis constituyen
una evidencia poderosa en su favor.
Cuando un científico ha reunido datos suficientes para validar una
hipótesis, comunica los resultados a otros científicos; esta comunicación
por lo general se realiza en un congreso científico o en una publicación
científica especializada, como una revista o un libro. Si los datos son suficientemente interesantes o la hipótesis es suficientemente importante,
otros investigadores repetirán las observaciones o los experimentos
en el intento de confirmarla, negarla o ampliarla.
Cuando una hipótesis amplia y de importancia fundamental ha sobrevivido
a un número de pruebas independientes, con un número suficiente
de datos, recibe el nombre de teoría. Así, en ciencia, una teoría
tiene un significado un poco diferente del que tiene en su uso común,
en el cual la expresión “sólo una teoría” lleva consigo la implicación de
un vuelo de la imaginación, un presentimiento o una noción abstracta
y especulativa, antes que el de una proposición cuidadosamente formulada
y que se ha sometido a diversas pruebas experimentales confiables.
Una teoría que ha resistido repetidas pruebas se eleva al estatus
de ley o principio, aunque no siempre se identifique como tal.
Dado que los temas de estudio de la biología son enormemente
diversos, los biólogos utilizan una amplia variedad de enfoques en sus
investigaciones. La observación cuidadosa y sistemática sigue
siendo una piedra angular. Actualmente se lleva a cabo con un imponente
conjunto de innovaciones tecnológicas que comenzaron con
el microscopio. Los procedimientos experimentales de la química son
esenciales para estudiar los procesos fisiológicos que ocurren dentro de
los organismos y de sus células constituyentes. El estudio de poblaciones
de organismos y de sus interacciones depende del mismo tipo de
matemática estadística usado por los economistas y se intensifica con
el perfeccionamiento de las computadoras, que pueden analizar con rapidez
grandes cantidades de datos. Determinar el derrotero de la evolución
en el pasado depende no sólo del trabajo de los paleontólogos
de campo y de laboratorio, sino también de las herramientas intelectuales
del historiador y del detective de homicidios.

Como veremos en este texto, no hay un “método científico” único en biología; en cambio, hay una multiplicidad de métodos y
las metodologías que deben usarse en cada caso están relacionadas
con la pregunta que se intenta contestar.