Biología, la vida en la tierra con fisiología Tomo 01-páginas-3

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la s ituación experim ental e n la q ue só lo se m o d ifica la variab le 
que se prueba. A com ienzos del s ig lo X V II , Francesco R e d i ap licó 
e l m é to d o d en tíf íco para probar la h ipótesis d e q u e las moscas 
n o surgen esp ontáneam ente d e la carne e n putrefacción y este 
m é to d o se usa todav ía , co m o lo m uestra e l experim ento d e M a lte 
A ndersson para p ro b a r la h ip ó tes is d e q ue las hem bras d e d e r ­
la ave prefieren aparearse co n los m achos d e co la larga ( r á u e el 
ap añ ad o 'In ve s t ig a c ió n cien tífica : los experim entos controlados, 
antes y a h o ra ', páginas 6 y 7 ).
la p rob ab le que utilices a lguna v a r ia a ó n d e l m étodo para 
reso lver p rob lem as co tid ian os (véase la figura 1-4). Po r e jem p lo , 
d igam os q ue vas co n retraso a un a a t a im portante, te m etes de 
p risa a l au to m ó v il, accionas la l la v e d e l encend ido y oírsenos que 
n o en d e n d e . T e preguntas: '¿ P o r q u é n o e n d e n d e e l co ch e ? ', lo 
que te lle v a a un a hipótesis: 'P a l ló la b a te r ia '. T u hipótesis lle va a 
la pred icción : con un a batería nueva, el coche encenderá. D iserias a 
toda ve loc idad u n experim ento : cam bias tu batería por la del au to ­
m ó v il nuevo d e tu co m p añe ro y vuelves a encender e l tuyo. T u co ­
che arranca d e inm ed ia to , lo q ue va lida tu hipótesis. Pero aguarda, 
n o con tro laste o tras variab les, co m o el que la batería tuv ie ra un 
cable suelto. Para probarlo , puedes vo lver a p o n e r tu batería vieja, 
co locando b ien los cables, e intentar encenderlo d e nuevo . S i n o 
lo hace ap retando b ie n los cables d e la batería v ie ja , p ero arranca 
en cu an to le pones la batería nueva, a islaste un a so la variab le: la 
batería. A u n q u e es m u y tarde para llegar a tu a t a , a h o ra puedes 
concluir, s in tem or a equivocarte, q ue la batería se averió .
FJ m é to d o d en tif ico es potente, p ero es im po rtan te e n te n ­
der sus lim itad o n e s . F-n particu lar, los d en tíf ico s casi nunca es­
tán seguros de hab e r co n tro lad o todas las posib les variab les o de 
hab e r h e ch o todas las posib les observariones q ue susten ten una
Introducción a la vida e n la Tierra
D ich a observación lle v a a una p re g u n ta : ¿có m o o cu rrió esto? 
Luego, e n u n m o m e n to de lu d d e z (o , m ás a m enu do , luego d e in ­
tenso razonam ien to ), s e fo rm u la un a h ipótesis. U n a h ip ó te s is es 
u n a suposición basada e n observariones anterio res, q ue se ofrece 
co m o p o s ib le respuesta a un a pregunta y co m o exp licac ión natu­
ral del fen ó m e n o observado. I*ara q ue sea útil, la h ipótesis debe 
l le va r a u n a p re d ic c ió n , expresada p o r lo regular en u n enun- 
d a d o co n d id o n a l: 's i. . . en to n ces .- '. 1 .a p red icd ón se som ete a 
prueba m ediante m an ip u lac io n es cu idadosam ente con tro ladas 
llam adas e x p e r im e n to s . Los experim entos p roducen resu ltados 
que , a l analizarlos, sostienen o refu tan la h ipótesis, co n lo q ue el 
investigador puede llegar a una c o n c lu s ió n sobre la va lid e z de 
ésta. U n experim ento ú n ico n u n ca es un a base su fid en te para lle ­
gar a un a co n c lu s ió n ; el m ism o in vestig ado r y otros deben poder 
repetir los resultados.
Los experim entos s im p les, p o r lo m enos aq ue llo s d e las 
d e n c ia s de la vida, ponen a p rueba la a f irm a d ó n d e que u n factor 
ú n ico (u n a r a r ia b le )e s la causa d e un a o hserva rión e n particu lar. 
P a ra ser v á l id o desde el p u n to d e v ista d en tif ico , el experim ento 
debe descartar otras posib les variab les co m o la causa d e la obser­
vac ión . Po r eso , los b ió logos in d u y e n c o n t ro le s e n sus experi­
m entos. Las situaciones d e con tro l, e n las q ue todas las variab les 
q u e n o se p rueban se m an tienen constantes, se com p aran con
Observación
Pregunta
B auto no enciende
\
¿P a r quó no 
enciende?
B auto no enciendo
M pótcsis porque falló 
la batorta
Se propone una 
nueva hipótesis
S i la hipótesis e s correcta, 
el auto encenderá si le 
cambian la batería
*
G Experimento 
observación
Conclusión!
a cam bia la bateria 
el auto no enciende: 
ot auto oncCndo:
£
A F IG U R A 1-4 E l m é to d o d en tif ico la s etapas del método 
dentifico están a la izquierda, y e n la derecha se Ilustran con un 
ejemplo de la "vida real’ .
A R G U R A 1-3 Lo s s is tem as d e va lo res d ifie ren la ciencia 
supone q ie la gente estará d e acuerdo sobre los colores y las formas 
de esta pintura, que son los aspectos objetivos d e la percepción.
Pero q ue cada observador dará una respuesta diferente a preguntas 
subjetivas, como: ¿cuál e s el significado de la obra?, ¿es hermosa?, o 
¿la colocarla en mi pared?
PREGUNTA Esta obra de arte contemporáneo del pintor y genetista 
Hunter Colé se titula “Endoslmbiosls'. La p intura representa 
una m ltocondria y doroplastos, organelos que probablemente 
evolucionaron al paso de millones de artos a partir de bacterias que 
vivían dentro de o tras células {véan se las páginas 325-326). ¿Esta 
información objetiva cambia tu percepción de la obra?
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I Introducción a la vida en la T e rra
Investigación científica
Los experimentos controlados, antes y ahora
Un experimento clásico del fh ico italiano Francesco Redi 
(1621-1697) dem uestra bellamente el método científico y 
ejemplifica el principio de la causalidad natural en e l que se 
basa la ciencia moderna. Redi Investigó por qué aparecen 
gusanos (la forma larvaria de las m oscas) en la carne en 
putrefacción. En la época d e Redi, la aparición de gusanos 
en la carne se consideraba evidencia de generación 
espontánea, la creación de seres v ivo s a partir d e la materia 
inerte.
Redi observó que las moscas pululaban alrededor de la 
carne fresca y q ue aparecían gusanos en la carne que se 
abandonaba algunos d ías. Asi. formuló 
una h ip ó teslsq u c se podía someter Cfoeervaciófi: la s m oscas pululan e n la carne dejada a la Intemperie. Aparecen gusanos
a prueba: las moscas producen los « r la cam o.
gusanos. En su experim ento, Redi quiso
comprobar un a única variable: el acceso Pregunta: ¿D e d ó n d e salen los gusanos e n la ca rne?
de las m oscas a la carne. Por tanto, 
tomó dos frascos limpios y los llenó 
con cantidades parecidas de carne.
Dejó un frasco desupado (el frasco 
control) y cubrió e l otro con gasa para 
que no entraran las moscas (el frasco 
experim cnul). H izo lo que pudo para 
mantener consum es o tras variables 
(por ejemplo, el tipo de frasco, el tipo 
de carne y la temperatura). Al cabo de 
unos d ías, observó gusanos en la 
carne del frasco destapado, pero 
ninguno en la carne d e l frasco upado .
Redi concluyó que su hipótesis era 
la co rrecu y que los gusanos eran 
producidos por las moscas, no por 
la carne muerta (F IG U R A E1-1). Sólo 
mediante experimentos controlados se 
pudo desechar la v ie ja hipótesis de la 
generación espontánea.
Hoy. m ás de 300 artos después del 
experimento de Redi, los científicos 
todavía siguen la misma metodología 
para disertar sus experimentos.
Revisemos el experim ento de Malte 
Andersson, disertado para Investigar 
la co las largas d e las aves llamadas 
viudas d e l p a ra íso . Andersson observó
► F IG U R A E1-1 Lo s experim entos 
d e F ra n ce sco R ed i
PREGUNTA El experimento de Redi 
refutó la Idea d e la generación 
espontánea efe los gusanos: pero,
¿el experimento demostró en forma 
convincente que las moscas producen 
los gusanos? ¿Qué experimento de 
seguimiento se necesitarla para 
determinar de m anera más concluyenteel origen de los gusanos?
H ipótesis: Las m oscas producen los gusanos.
Pred icc ió n : S I la hipótesis e s correcta, EN T O N C ES apartar las m oscas d e la com e
evitará que aparezcan gusanos.
Conclusión : E l oxporimonto v á id a la hipótesis do quo la s m oscas son o l origon
d e los gusanos y q ue no ociare generación espontánea d e éstos.
que los machos —pero no las hembras— d e estas aves tienen 
colas extravagantemente largas, la s cuales ostentan a l vo lar 
por las praderas africanas. Esta observación llevó a Andersson 
a formular una p reg u n ta: ¿Po r qué e n particular los machos, 
sólo los machos, tienen co las largas? S u h p ó tes isfu e que 
los machos tienen la cola larga porque las hembras prefieren 
aparearse con machos d e cola larga, los cuales tienen entonces 
más descendientes con ta l cola que los machos d e co la corta. A
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Introducción a la vida en la Tierra
partir d e esta hipótesis, Andersson p red ijo que si era verdadera, 
entonces m ás hembras pondrían nidos en el territorio de 
machos con la cola alargada artificialmente que e n el territorio 
de machos con la co la acortada, tam bién en forma artificial. Asi, 
atrapó varios machos, les recortó la co la aproximadamente a 
h mitad d e su longitud y los liberó (grupo experim ental I ) . A 
c*ro grupo de m achos le pegó las plumas que le cortaron a los 
primeros, como extensiones d e su cola (grupo experim ental 2 ). 
ftw último, Andersson dispuso dos grupos co n tro l. En uno. cortó 
y vo lv ió a pegar la co la (para controlar el efecto de atrapar a las 
aves y manipular sus plumas). En el o tro , simplemente capturó
y soltó a las aves. El Investigador se esforzó e n que la longitud 
de la cola fuera la única variable q ue cambiara. Después d e unos 
días, Andersson contó el número d e nidos que hablan puesto 
las hembras e n el territorio d e cada tipo de m acho. Descubrió 
que habla m ás nidos en el territorio de los machos con las colas 
alargadas, que habla menos en e l de los machos con co las 
recortadas, y que habla una cifra Interm edia e n el territorio de 
los machos control (con colas d e tamaño normal) (R G U R A E1-2). 
Andersson concluyó q ue esta hipótesis era la correcta y que las 
hembras d e las aves v iudas del paraíso prefieren aparearse con 
machos que tengan la co la larga.
O b servac ión : Los machos d e la esp ec ie v iudas del paraíso benen co las m uy largas
Conclusión: S e valida la hipótesis d e q ue las v iudas del paraíso hem bras prefieren aparearse con m achos 
d e co la la rg a y q ue e s m enos probable q ue se apareen con m achos d e co la corta.
Pregunta: ¿ P o r q ué tos machos, no las hem bras, tienen co las tan largas?
H ipótesis: Los m ochos ttenon la co la larga portjuo los hom bros prefloron aporcarse con m ochos do co la la rga
Pred icción : S I las hem bras profieren machos d o co la la rg a EN T O N C ES tos m achos con co la artifeiaim ento
larga atraerán m ás hembras.
G rup os d e co n tro l G rupos experim entales
▲ F IG U R A E1-2 Los exp erim en to s d e M a lte A nd ersso n
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8 I n t r o d u c c i ó n a la v id a e n L i T ie r r a
hipótesis dada. P o r tan to , las conclusiones c ien tíficas deben per­
m anecer su jetas a rev is ión s i a s í lo exigen nuevos experim entos u 
observaciones.
La c o m u n ica c ió n e s c ru c ia l p a ra la c ienc ia
Po r b ien q ue se haya d iseñado u n experim ento, no sirve de nada 
si n o se com un ica d e m anera com pleta y fiel. El d iseño y la co n ­
c lusión d e l experim ento d e Redi sobreviven hasta nuestros días 
porque se esm eró e n an o ta r sus m étodos y observaciones. Si los 
« p e r im e n to s n o se com unican a otros científicos co n suficientes 
detalles, n o pueden repetirse para verificar las conclusiones. S in 
verificación, los hallazgos científicos n o pueden usarse co m o base 
para nuevas hipótesis y m ás experimentos.
l ln aspecto fascinante de la investigación c ien tífica es q ue 
cu an d o un c ien tífico llega a un a co n c lu s ió n , ésta suscita d e inm e­
d ia to n u evas preguntas q ue llevan a o tras h ipótesis y m ás experi­
m entos: ¿p o r q ué se arru inó la b a te ría d e l a u to m ó v il? 1.a d en c ia 
es la búsqueda in te rm in ab le del co n o rim ien to .
La c ie n c ia e s u n es fu e rzo h u m an o
lo s den tíficos son personas, lo s m ueven las m ism as am biciones, 
orgullos y m iedos q ue a los dem ás, y a veces com eten errores. 
C o m o verem os e n e l cap ítu lo 11, la a m b id ó n tu vo u n papel im ­
portante e n e l descubrim iento d e l A D N d e lam es W a tso n y R a n d a 
O id< . Acódenles, con jeturas afortunadas, controversias co n rivales 
den tíficos y, desde luego, las facultades intelectuales de los investi­
gadores contribuyen e n buena m ed id a a los adelantos den tíficos. 
Para ilustrar lo q u e podríam os lla m a r la 'd e n d a re a l', veam os un 
caso tom ado d e la realidad.
Para estud iar las bacterias los m icrob ió logos usan cu ltivos 
puros; es d ed r, p lacas co n bacterias n o con tam inadas p o r otras 
bacterias o m ohos. A l p r im e r in d ic io d e co n tam in ac ió n d e u n cu l­
tivo, se descarta en tre re fu n fu ños y acusa d o n e s d e m ala técn ica. 
A ho ra b ien , e n u n a o cas ión así, a fina les d e la década d e 1920, 
A lexander I-lem ing co n v ir tió u n cu lt ivo b acteriano a rm iñ a d o en 
u n o d e los m ayores avances m édicos d e la historia.
U n o de los cu ltivos bacterianos d e F lem in g se co n tam in ó 
con u n m o h o (u n a esp ed e d e h o n g o ) lla m a d o ¡km icÜH um . Antes 
d e desechar la p la ca d e l cu ltivo , F lem in g o b se rvó q ue a lrededo r 
del m o ho n o crec ían bacterias (F IG U R A 1*5). ¿ P o r qué? F lem in g 
fo rm u ló la h ipótesis d e q u e e l ftm ia lliu m despedía u n com puesto 
q ue e lim in ab a las bacterias. Pa ra p robar su hipótesis, rea lizó un 
experim ento . C u lt iv ó Pen ic illiu m e n un ca ld o co n abundantes nu­
trim entos, luego filtró e l m o h o y co lo có parte del líq u id o restante 
en u n a p laca con u n cu lt ivo bacteriano s in co n tam inar. Desde 
luego, a lg o que estaba e n e l l íq u id o m ataba a las bacterias, lo que 
ju s tificó la h ip ó tes is y lle vó a la con clus ió n d e q ue el lY n ic illiu m 
p roduce a lg o q ue e lim in a la s bacterias. N uevas investigadones 
con este extracto d e l m o h o lleva ron a la p ro d u ca ó n del p rim er 
an tib ió tico : la p e n id lin a , un com puesto q ue destruye bacterias y 
que, desde entonces, h a sa lvad o m illo n e s de vidas.
lo s experim entos d e F lem ing son u n e jem p lo característico 
d e la a p lic a a ó n d e la m etod o lo g ía dentífica . C o m en z ó con una 
o b servad ó n q ue lle vó a u n a hipótesis, seguida p o r pruebas expe­
rim enta les d e ésta q u e desem bocaron e n un a conclusión . Pero el 
m étodo d e n t íf ic o por s í so lo habría sido in ú t il s in la a fo rtunada 
co m b in ad ó n de u n acód en te y un a brillante m ente d en tífica . S i 
F lem in g hub iera s id o u n m icrob ió logo perfecto, n o habría ten ido 
n in gú n cu lt ivo con tam inad o . S i hub iera s id o m enos ohservador, 
la co n ta in in ad ó n le habría p a re a d o otra p laca d e cu lt ivo echada 
a perder. En cam b io , fue e l p r in d p io d e l tra tam ien to co n an tib ió ­
ticos d e las enferm edades bacterianas. C o m o d ijo e l m icrob ió logo 
francés I/m iís P a s te u r *la suerte favorece a la m ente preparada*.
L a s te o r ía s c ie n tíf ic a s h a n s id o so m e tid a s 
a p ru e b a s ex h au s tivas
lo s den tíficos usanla palabra teoría de fo rm a d istinta a l uso 
cotid iano. Si el Dr. W atson le preguntara a S h e r lo c k 'E s t im a d o 
H o lm es , ¿tienes a lguna teoría d e q u ién com etió este repugnante 
n im e n ? , e n térm inos d en tíf icos le estaría p id iendo un a hipótesis: 
un a 'co n je tu ra in fo rm ad a ', basada e n ev id en d as observables, las 
daves. U n a te o r ía d e n t íf ic a es m u cho m ás general y m ás confia­
► F IG U R A 1*5 L a p e n id lin a d es truye las 
b a c te r ia s ir ía borrosa colonia blanca del 
m oho Pen lctillu m produjo una sustancia 
(la penicilina) que Inhibió la proliferación 
de la bacteria patógena Stapbylococcus 
au reu s (frotada a Izquierda y derecha en 
esta p laca d e medio de cidtlvo gelatinoso). 
B moho y las bacterias se ven hasta que 
proliferan y alcanzan densidades elevadas. 
PRECUNTA ¿Por qué ciertos mohos 
producen compuestos tóxicos para las 
bacterias?
Ce*cna del moho
PentcUttum
Un compuesto se 
dsporaa desdo el 
moho e inhibe la 
prd iteración d e las 
bacterias coreanas
Ctftivo d e bacterias
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