Curso de Introducción al conocimiento científico experimental*

por  Dra. Celia E.Coto

Capítulo 6. Quiero investigar

En los capítulos anteriores hemos brindado conocimientos sobre las herramientas que se utilizan en la investigación experimental. Aquí hacemos un alto en la información técnica para reflexionar sobre la naturaleza del proceso de investigación.

El paso a paso de la investigación

Un proceso de investigación se inicia con una hipótesis de trabajo. ¿Qué se entiende por hipótesis de trabajo? Según la Real Academia Española (RAE) hipótesis  (del latín y antes del griego)  es una suposición de algo posible o imposible para sacar de ello una consecuencia. Hipótesis de trabajo es la que se establece provisionalmente como base de una investigación que puede confirmar o negar la validez de aquélla.

El análisis de la definición nos señala algunas características de las hipótesis:

·      suponer. Tiene cinco acepciones, de las cuales vamos a elegir dos. La 1) Dar algo por sentado y existente,  y la 4) Conjeturar, calcular algo a través de los indicios que se poseen. De modo que, cuando damos vida a una hipótesis, estamos poniendo en juego ambos significados.

Hipótesis de trabajo

·      provisionalmente (algo que se hace temporalmente). Esto nos indica que una hipótesis no es definitiva ni fija. Es temporal. Si los resultados que se obtienen no son los esperados, habrá que cambiar la hipótesis. Tal como se suele decir en la jerga (Lenguaje especial y familiar que usan entre sí los individuos de ciertas profesiones y oficios) de laboratorio “los experimentos siempre tienen la razón”.  Deberíamos agregar que  la interpretación de los experimentos bien hechos es lo que nos permite avanzar aunque el resultado no fuera el esperado.

·      como base de una investigación. Efectivamente, una hipótesis de trabajo es la base desde la que partirá el camino de nuestra investigación. O quizás sea la excusa para investigar, al igual que para un pintor un paisaje puede ser la excusa para pintar.

Cuando se es un aprendiz de investigador, generalmente, no interesa tanto qué investigar sino hacerlo.

Investigar un problema requiere de la aplicación sistemática del razonamiento destinado a resolverlo y es, precisamente, el gozo intelectual que se obtiene al comprobar que nuestras hipótesis de trabajo son certeras lo que nos mueve a investigar. Vale destacar que muchas veces los resultados no están en línea con la hipótesis originalmente planteada y esto nos enseña mucho del problema que estamos estudiando ya que nos estimula a plantear nuevas hipótesis. Por supuesto que los resultados de una investigación no sólo producen el gozo en estado puro, a veces tienen una recompensa extra, la de contribuir al bienestar de la humanidad. Pero no hay que olvidarse que también es un trabajo que debe ser remunerado. El concepto de dedicación exclusiva implica una dedicación total a la investigación, en consecuencia, debe considerarse al investigador como un trabajador más. La investigación no admite distracciones, por lo tanto, todo investigador debe recibir un salario apropiado para que sus preocupaciones para subsistir no interfieran con el pensamiento científico.

La experimentación es un arduo camino

La ciencia actual cuenta con un arsenal de técnicas cada vez más precisas y sofisticadas para resolver  la mayoría de las hipótesis que se plantean.  Pero la elección de una técnica apropiada se complica a veces por la falta de recursos económicos. En los países bautizados “en desarrollo”, eufemismo (manifestación suave o decorosa de ideas cuya recta y franca expresión sería dura o malsonante) utilizado por las grandes potencias para no decir países pobres el dinero no sobra. Entonces la elección de las técnicas  se basa no sólo en su aplicabilidad al problema planteado sino también en su costo o en la posibilidad de obtención de los reactivos.

            Llegar a comprobar una hipótesis puede requerir un solo paso o varios encadenados en forma lógica lo que va a determinar, a su vez, la necesidad de aplicar una o varias técnicas experimentales.

Hay investigaciones que consisten en desarrollar (crear)  técnicas destinadas a un determinado fin. Pero la mayoría de las veces se aplican técnicas puestas a punto por otros investigadores. Por eso, el segundo paso de nuestra investigación será realizar una exhaustiva (que agota o apura por completo) búsqueda bibliográfica del tema que nos ocupa, con dos objetivos:

buscar técnicas apropiadas y observar cómo podríamos abordar la resolución del problema ya que seguramente se habrán publicado investigaciones parecidas.

Repasemos:

·      primer paso de la investigación: génesis de una hipótesis de trabajo.

·      segundo paso de la investigación: búsqueda bibliográfica.

            Así como tenemos la suerte de contar con aparatos y técnicas de mucha precisión también vamos a enfrentar un problema que, con toda seguridad, ya habrá sido abordado por otros  . Y no sea el caso que encontremos lo que ya estaba encontrado. Afortunadamente la existencia de Internet y las bases de datos de los artículos publicados permiten realizar búsquedas rápidas y completas. Pero...cuidado,

aunque, al igual que al monstruo, nos acompañe la lamparita del genio y la avidez por nuestro propio bocado, hay que prestar mucha atención (¡para eso también tiene ojitos!). La información que se brinda por Internet no es completa, comienza a partir de 1964-1965 y hay publicaciones  que aparecieron mucho antes. Así por ejemplo Nature, una de las revistas de investigación en ciencias naturales más prestigiosas del mundo, apareció en 1869.

En la actualidad es bastante común encontrar trabajos de investigación que descubren lo que ya estaba descubierto, la diferencia es que se usaron técnicas de análisis más modernas. Los resultados puede que sean más aproximados a la realidad, pero el fenómeno ya se conocía. Cuando se familiaricen con la lectura de trabajos de investigación, llamados coloquialmente papers, van a encontrar en la mayoría de ellos una frase que dice: “esta es la primera vez que se describe ...”. El atractivo por la primera vez parece ser muy apreciado por el hombre en muchos los aspectos de su vida. Pero... hablar de primera vez es muy peligroso en Ciencia, porque puede evidenciar la ignorancia del investigador que no lee ni se actualiza.

Serendipia

            Así como varios grupos de investigadores en los años 50 del siglo pasado buscaban afanosamente averiguar cómo era  la estructura del ADN mediante la formulación de modelos, otros grandes descubrimientos han ocurrido por casualidad sin que haya mediado una hipótesis de trabajo previa.  La serendipia (¡qué palabrita!) Para referir a hallazgos obtenidos “por casualidad”,  los científicos emplean el término  serendipity (De paso les recuerdo que si quieren ser científicos tienen que acostumbrarse a dominar el idioma inglés).

Serendipia, en español, es un neologismo derivado de serendipity que significa: “condición del descubrimiento que se realiza gracias a una combinación de accidente y sagacidad”. El término no aparece  en el diccionario de la RAE aunque aparece en el  Diccionario del Español Actual de Manuel Seco, que recoge el término como serendipidad, y la define como facultad de hacer un descubrimiento o hallazgo afortunado de manera accidental.

 El experimento más importante y conocido que ocurrió por serendipity fue el descubrimiento de la penicilina, pero no es el único ejemplo, hasta el mismo Einstein reconoce esta cualidad en algunos de sus hallazgos.

 Quizás les interese conocer  de dónde surgió la palabra serendip:  es la transcripción inglesa del nombre persa de la isla del Índico conocida hoy como Ceilán, cuyo nombre oficial es Sri Lanka. Los persas lo tomaron del árabe Sarandib o Serendib, nombres que nos han llegado directamente en obras literarias, como la historia de Simbad. . El término en sí fue creado por Horace Walpole en 1754 como consecuencia de la impresión que le produjo la lectura de un cuento de hadas sobre las aventuras de "Los Tres Príncipes de Serendip", que forma parte del famoso libro de “Las mil y una noches”,  que hacían continuamente descubrimientos, por accidente y sagacidad, de cosas que no se habían planteado.

                        Existen otros descubrimientos e inventos que surgieron por serendipia, como por ejemplo:

·        las microondas de radiación cósmica de fondo

·        la gelatina explosiva

·        el polietileno

·        las notitas de papel amarillo o verde con pegamento (conocidas como post it)

·        los efectos psicodélicos del ácido lisérgico (LSD)

Para nombrar sólo algunos.

El descubrimiento de la penicilina

Por la importancia que este antibiótico ha tenido y tiene para la salud, vamos a recordar quién y cómo se efectuó su descubrimiento.

Sir Alexander Fleming (1881-1955) es el descubridor de la proteína antimicrobiana llamada lisozima y del antibiótico penicilina obtenido a partir del hongo Penicillium notatum. Fleming nació en Escocia y murió en Londres, Inglaterra. Trabajó como médico microbiólogo en el Hospital St. Mary de Londres hasta el comienzo de la Primera Guerra Mundial. Durante la guerra fue médico militar en los frentes de Francia y quedó impresionado por la gran mortandad causada por las heridas de metralla infectadas (ej.: gangrena gaseosa) en los hospitales de campaña. Finalizada la guerra, regresó al Hospital St. Mary donde buscó intensamente un nuevo antiséptico que evitase la dura agonía provocada por las infecciones durante la guerra. Una serie de circunstancias confluyeron (coincidieron) para que se produjera tan importante observación. El laboratorio de Fleming estaba habitualmente desordenado, ocupado por numerosos cultivos de bacterias en placas de Petri ( cajas de vidrio tapadas que permiten el ingreso del aire usadas para cultivar bacterias sobre una capa de agar con nutrientes [ ver foto] ) que cubrían las mesadas del laboratorio. Después de una semana de vacaciones, Fleming decidió ordenar, pero antes de descartar los cultivos los observó detenidamente. Para ese entonces, septiembre de 1928, se encontraba trabajando con la bacteria Staphylococcus aureus. En una de las placas que iba a tirar había crecido una colonia de un hongo que resultó ser Penicillium notatum. Hongo común, de color verde, que a veces encontramos sobre un pan húmedo. Pero lo que le llamó la atención a Fleming es que las colonias de bacterias alrededor del hongo eran transparentes porque habían sido lisadas (detruidas porque la penicilina no les permite sintetizar las paredes a las bacterias, por lo que literalmente explotan ).

Esto lo podemos ver en la foto que mostramos a continuación:

La foto A muestra una placa de Petri sembrada con bacterias que no han crecido alrededor del centro donde hay una colonia del hongo Penicilliun. Foto B: muestra los micelios (talos ramificados) del hongo visto al microscopio.

La lisis significaba la muerte de las bacterias, y en su caso, la de las bacterias patógenas (Staphylococcus aureus) crecidas en la placa. Pensó que algo soluble que provenía del hongo era lo que mataba a las bacterias.  Inmediatamente, reconoció  la trascendencia de este hallazgo, pero sus colegas lo subestimaron. Fleming comunicó su descubrimiento sobre la penicilina en el British Journal of Experimental Pathology en 1929. Su trabajo no tuvo para ese entonces ninguna trascendencia. Sin embargo, Fleming trabajó con el hongo durante un tiempo pero la obtención y purificación de la penicilina a partir de los cultivos de Penicillium notatum resultaron difíciles y más apropiados para los químicos. La comunidad científica creyó que la penicilina sólo sería útil para tratar infecciones banales y por eso no le prestó atención. A pesar de ello,  el antibiótico despertó el interés de los investigadores norteamericanos durante la Segunda Guerra Mundial, quienes intentaban emular a la medicina militar alemana la cual disponía de las sulfamidas. Los químicos norteamericanos Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey desarrollaron un método de purificación de la penicilina que permitió su síntesis y distribución comercial para el resto de la población.

Fleming no patentó su descubrimiento creyendo que así sería más fácil la difusión de un antibiótico necesario para el tratamiento de las numerosas infecciones que azotaban a la población. Por sus descubrimientos, Fleming compartió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1945 junto a Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey. El descubrimiento de Fleming dio lugar a la Era de los antibióticos en la medicina moderna. Si bien la serendipia tuvo mucho que ver en este descubrimiento, no restemos importancia al investigador. Si no hubiera sido un observador entrenado y  no hubiera tenido la mente abierta a lo inusual, no habría habido descubrimiento. De hecho, millones de vidas se han salvado gracias a su observación.

            Hay quienes piensan que descubrir algo importante de esta forma es imitar al burro flautista, como se cuenta en la fábula del español Tomás de Iriarte:

EL BURRO FLAUTISTA

Esta fabulilla,

salga bien o mal,

me ha ocurrido ahora

por casualidad.

Cerca de unos prados

que hay en mi lugar,

pasaba un borrico

por casualidad.

Una flauta en ellos

halló, que un zagal

se dejó olvidada

por casualidad.

Acercóse a olerla

el dicho animal,

y dio un resoplido

por casualidad.

En la flauta el aire

se hubo de colar,

y sonó la flauta

por casualidad.

«iOh!», dijo el borrico,

«¡qué bien sé tocar!

¡y dirán que es mala

la música asnal!»

Sin regla del arte,

borriquitos hay

que una vez aciertan

por casualidad.

Pero no es así, si bien interviene la casualidad, la serendipia requiere de un observador entrenado y quizás esta sea una buena receta para el aspirante a investigador, la observación es una cualidad indispensable del individuo que quiere resolver un problema.

Bibliografía:

Ha sido  fundamental la ayuda de la Wikipedia.

http://es.wikipedia.org/wiki/Alexander_Fleming"

* Este curso es una contribución de Química Viva educativa  (e-Lab) a la propagación del conocimiento científico entre los estudiantes de la escuela secundaria. Departamento de Química Biológica. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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ISSN 1666-7948 www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar

Revista QuímicaViva Revista Electrónica del Depto. de Química Biológica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina.  quimicaviva@qb.fcen.uba.ar