Arxiu de la categoria: 4t ESO

El mètode científic

Des que l’ésser humà va tindre capacitat de fer-se preguntes, ha buscat les respostes. La forma d’apropar-se als misteris de la natura, allò que ha proporcionat les tan buscades respostes, ha segut la màgia, la religió o la ciència, depenent del moment històric o de la cultura en qüestió. La ciència no proporciona totes les respostes a les nostres preguntes, però és el mètode d’exploració de la natura que ens ha portat més lluny, en tots els sentits.

El mètode científic es caracteritza per una sèrie de passos que podem resumir fàcilment de la següent manera:

1. Identifiquem el problema a resoldre.

2. Cerquem tota la informació possible que ens permeta resoldre’l.

3. Formulem el nostre problema en forma de pregunta i, a partir d’ell, la nostra hipòtesi de treball.

Per formular correctament un problema és interessant plantejar-lo com una pregunta del següent tipus:

P. ex. Afecta la concentració de greixos dels nutrients (A) al creixement d’una determinada espècie animal (B)?

Hipòtesi: Potser la concentració de greixos dels nutrients influeix sobre el creixement d’aquesta espècie.

“A” representa les variables independents, els factors que vols saber si afecten (o no) al que tu estudies. “B” és la variable dependent, el que tu estàs estudiant.

En el nostre exemple estudiem el creixement animal: és la nostra variable dependent. Volem contrastar si la concentració de greixos pot afectar el creixement: és la nostra variable independent.

4. Dissenyem un experiment que ens permeta contrastar la hipòtesi: descartar-la o no.

En el disseny de l’experiment hem de fer rèpliques, és a dir, utilitzar distints grups experimentals, per eliminar els efectes de l’atzar als nostres resultats. Tindrem un grup control, al que no fem cap modificació, que ens servirà per comparar els canvis ocorreguts en la resta de grups. Cal diferenciar clarament entre les variables dependent i independents. Aquestes últimes han de ser constants per a tots els grups experimentals, i variar sols d’una en una, per saber a quina variable són deguts els possibles canvis que trobem.

5. Interpretem les dades obtingudes i les relacionem amb la informació de què disposàvem. Sempre que puguem, representem els resultats en forma de taules o gràfics, que posteriorment analitzarem.

6. Arribem a una conclusió, que serà si podem rebutjar la nostra hipòtesi o no.

7. La nostra conclusió pot donar peu a nous problemes, i per tant a noves hipòtesis i noves investigacions.

La ciència és un mètode que ens porta a conclusions que són susceptibles de canviar. Quan trobem una explicació que s’ajusta a les observacions millor que les anteriors, aquestes seran ampliades, completades o substituïdes per la nova, i així successivament, de manera que en ciència no tenim “veritats absolutes”, sinó models en contínua revisió.

Un exemple senzill i molt clar dels passos del mètode científic »

L’extinció dels neandertals

Els neandertals (Homo neanderthalensis) van ser una espècie humana que va viure a Europa i va desaparèixer fa uns 30.000 anys. Durant uns milers d’anys van coexistir en l’espai i en el temps amb els éssers humans moderns (Homo sapiens). Les dues espècies van tindre contacte, i un dels objectes d’investigació és si es van encreuar entre ells.

Recentment s’ha descobert que abans que Homo sapiens arribés des d’Àfrica, els neandertals ja estaven en clar declivi, possiblement degut al canvi en les condicions climàtiques a Europa, i que les últimes poblacions mostrarien una variabilitat genètica molt baixa. Els científics responsables de la investigació han arribat a aquestes conclusions després d’analitzar l’ADN de restes fòssils d’individus neandertals, i comprovar que la variabilitat genètica d’aquests és fins a sis vegades major en les mostres amb més de 50.000 anys que en les posteriors a aquesta data. Què va passar? Sembla que van estar a punt d’extingir-se i posteriorment la població es va recuperar a partir d’un petit grup de supervivents. Això explicaria la reducció de la diversitat. Aquest procés de canvi genètic és un cas particular de deriva gènica conegut amb el nom de coll d’ampolla: no tots els genotips passen a la següent generació, per una qüestió d’error de mostreig, d’atzar.

La reducció de la diversitat suposa dos problemes per a qualsevol població: acumulació de gens recessius potencialment perjudicials, i menys diversitat genètica amb què fer front als canvis ambientals.

Aquest possible escenari trencaria amb la idea que les poblacions neandertals van ser estables a Europa fins l’arribada dels humans moderns, i que aquests serien els principals causants de la seua desaparició.

Llegit a El País »

Fukushima, un any després

Fa un any, un terratrèmol de 9 graus en l’escala de Richter (el major al Japó i un dels majors mai enregistrats des que es pot mesurar la magnitud dels sismes) produïa a la costa est del Japó un tsunami de grans dimensions. Entre les moltes destrosses provocades pel terratrèmol i posterior tsunami, es va trobar l’accident a la central nuclear de Fukushima Daiichi, que ja es considera el pitjor accident nuclear de la història després del de Txernòbil (Ucraïna).

L’augment de la contaminació per radiactivitat va forçar l’evacuació de la població en un radi de 30 km al voltant de la central nuclear, que en molts casos, encara no ha tornat a les seues cases.

A pesar de l’elevada exposició, deguda a l’alta densitat de població (hi viuen més de 120 milions de persones) Japó és el lloc del planeta més preparat davant dels moviments sísmics. L’arxipèlag és un arc d’illes en una zona de subducció en què convergeixen les plaques tectòniques Pacífica, Eurasiàtica, Nord-americana i Filipina. Aquesta catàstrofe, però, va superar les previsions dels japonesos que, malgrat tot, van mostrar al món la seua capacitat organitzativa i solidaritat davant una situació tan adversa. Així mateix, l’accident de Fukushima ha reobert la polèmica sobre l’ús de l’energia nuclear al Japó i arreu del món.

Llegeix al National geographic: Japón, refugiados nucleares i La calma antes de la ola »

Més recursos sobre el terratrèmol i el tsunami al Japó a l’XTEC »

L’aniversari de la notícia al 3/24, El Periódico, El Punt Avui i El País »

Foradant cap al mantell

La peridotita és una roca abundant en el mantell terrestre, d’un color verdós, degut a la presència del mineral olivina en la seua composició. El seu estudi es basa en els exemplars, alterats per les altes temperatures i pressions, expulsats a la superfície de la Terra a través dels volcans. Però no s’ha aconseguit mai, encara, obtenir-ne una mostra de peridotita fresca, directament del mantell.

Aquest és l’objectiu de l’equip internacional del científic de la Universitat de Southampton Damon Teagle: fer un forat fins la part superior del mantell per obtindre mostres de la seua composició. Per a poder fer-ho, busca un lloc on l’escorça siga més prima: un lloc d’escorça oceànica, menys gruixuda que la continental, i amb pocs sediments al damunt. Entre els llocs candidats, zones de Costa Rica, Baja California o les Illes Hawaii. Això implica que la perforació haurà de començar al fons oceànic, i foradar encara uns 8 km fins arribar al mantell. Els científics utilitzaran un vaixell japonès anomenat Chikyu, amb alta tecnologia que permetria barrinar a aquestes grans profunditats. El gran moment hauria d’arribar abans d’una dècada.

Llegit a l’edició en paper de National Geographic. Il·lustració d’Hernán Cañellas »

Magatzem submarí de gas

Està previst que el proper mes de maig comence a funcionar la planta d’emmagatzematge de gas de Vinaròs, el conegut com a Projecte Castor. Aquesta infraestructura aprofita un substrat porós submarí que contenia petroli, ja explotat, per emmagatzemar ara gas natural provinent d’altres països, com ara Algèria. L’objectiu és constituir una reserva d’aquest gas. La instal·lació consta d’una plataforma marina que injecta el gas en la roca submarina, i d’una planta de terra que el tracta. Aquesta infraestructura va generar molta polèmica en el seu moment pels impactes que produïa i els possibles riscos, però malgrat la forta oposició ciutadana, el projecte va començar a construir-se l‘estiu de 2010.

Pots trobar més informació (explicacions, vídeos…) sobre el projecte a les pàgines de l’empresa responsable »

La notícia a El País »

Una altra infraestructura semblant: Gaviota, en Biscaia »

Idèntics però distints

Els germans bessons idèntics, en tant que són clons, genèticament iguals, proporcionen una oportunitat única per estudiar aspectes de l’herència i dels efectes de l’entorn sobre els caràcters biològics. Es tracta de germans originats a partir d’un sol òvul fecundat per un espermatozoide, que va formar un únic zigot que, en els estats primerencs de desenvolupament embrionari, va dividir-se originant dos embrions amb la mateixa informació genètica dins el mateix sac vitel·lí: per això s’anomenen bessons monozigòtics o univitel·lins.

Observant les diferències entre individus que comparteixen el mateix genoma podem conèixer els efectes de l’ambient sobre l’expressió dels gens. La ciència que estudia aquests efectes s’anomena epigenètica, i explica com a partir d’uns mateixos gens podem trobar distints fenotips: el resultat de l’expressió gènica més la influència ambiental. De la mateixa forma en què, a partir de les mateixes tecles d’un piano, polsant unes i inhibint altres, obtenim melodies diferents.

Per altra banda les diferències entre els bessons idèntics i els germans no bessons o els bessons bivitel·lins, ens permeten conèixer la influència de la genètica sobre determinats caràcters. Per exemple, els bessons univitel·lins comparteixen determinats desordres, com ara disfuncions lectores, autisme o alcoholisme, molt més sovint que els altres tipus de germans. Això vol dir que si un dels germans bessons presenta algun d’aquests caràcters, el percentatge de casos en què l’altre bessó també el presenta és significativament major que si no es tractés de bessons, el que suggereix la forta influència de l’herència.

Una bona oportunitat per estudiar aquesta influència ve proporcionada pels pocs casos documentats de bessons idèntics criats per separat. En aquest cas, les semblances que es descriuen es deuen a l’efecte de l’herència biològica.

Llegit a National Geographic »

Sense Ministeri de Ciència

Quan vam conèixer la composició del nou govern de l’Estat Espanyol alguns vam comprovar, no sense sorpresa, que entre les noves carteres ministerials no hi figurava aquella que es dedica al nostre àmbit de coneixement: la ciència. Efectivament, almenys durant aquesta legislatura, i si no hi ha cap remodelació ministerial molt significativa, no tindrem Ministeri de Ciència. És clar que darrere d’un govern amb menys ministeris hi ha la situació de crisi en què ens trobem, però per altra banda crida l’atenció el desdoblament dels ministeris “econòmics”: Ministeri d’Economia i Competitivitat i Ministeri d’Hisenda i Administracions Públiques. De fet, la regulació de l’R+D+I (recerca, desenvolupament i innovació) recaurà sobre una Secretaria d’Estat, a càrrec de Carmen Vela, depenent del Ministeri d’Economia i Competitivitat, del qual és titular Luis de Guindos, quan altres vegades la ciència ha tingut ministeri propi, o ha anat lligada a educació.

La prestigiosa revista científica Nature es feia ressò d’aquesta notícia. En aquest article (en anglès) podem llegir els comentaris d’Amaya Moro-Martín, física del Centre d’Astrobiologia de Madrid:

Els investigadors estan alarmats pel senyal que es llença. “Molts dels països per davant d’Espanya en investigació i desenvolupament tenen un ministeri especialitzat”, diu.

Que els mals de la investigació científica a casa nostra (sistemes educatius que no recolzen suficientment la ciència, qualitat de les nostres universitats, endogàmia, sistemes de promoció post universitària, manca d’inversió privada, i un llarg etc.) no es solucionen amb la creació d’un ministeri, això està clar. Però aquest fet ens indica quines no són les prioritats d’aquest govern. Tot i que puga semblar que en Secundària no ens afecta directament, aquest és el recolzament a la ciència que es trobaran els nostres alumnes de Batxillerat científic en els anys immediats.

Llegit a La ciencia y sus demonios y a Amazings »

Lynn Margulis (1938-2011)

Se’ns va el mes de novembre, i amb ell un dels noms més destacats en la Biologia evolutiva dels últims cinquanta anys. Lynn Margulis és sobretot coneguda per difondre la teoria de l’endosimbiosi seriada, que explica els processos que van donar lloc a les cèl·lules eucariotes (amb nucli i orgànuls membranosos). Alguns d’aquests orgànuls, com els mitocondris i cloroplastos, tenen un material genètic propi, una doble membrana lipídica, i es repliquen per bipartició independent de la mitosi o divisió del nucli de la cèl·lula en què es troben. Aquests orgànuls serien els descendents de cèl·lules procariotes, bacteris, aerobis (en el cas dels mitocondris), fotosintètics (en el cas dels cloroplasts), que es van adaptar a la vida dins el citoplasma d’una cèl·lula més gran. El benefici d’aquesta seria obtindre l’energia fabricada pels procariotes aerobis (en els precursors dels mitocondris) i els sucres fabricats en la fotosíntesi (en els avantpassats dels cloroplasts). El benefici dels “convidats”: obtindre un ambient estable on viure i reproduir-se, on troben els nutrients i les condicions que necessiten. Aquest benefici mutu i íntim és el que anomenen simbiosi, i en aquest cas, com que es produeix en l’interior del citoplasma cel·lular, endosimbiosi.

Aquesta explicació, al principi revolucionària, avui la més acceptada per a l’explicació de l’origen evolutiu d’alguns orgànuls cel·lulars eucariotes, és segurament el major motiu pel que recordarem a Lynn Margulis. Però no l’únic. També la difusió i recolzament que va fer de la teoria Gaia de James Lovelock, els seus treballs amb el seu fill Dorion Sagan, fruit del seu matrimoni amb el també gran científic Carl Sagan, o el seu carisma i capacitat comunicadora que l’han convertida, també, en una dona mediàtica i controvertida.

Per això la recordem, perquè se’ns ha anat una de les grans de la Biologia, amb aquestes paraules escrites per ella:

Sovint els científics saben poc del context cultural i històric de les seues idees. Els biòlegs neodarwinistes, per exemple, realment creuen que “evolució” és un camp subordinat a la biologia, especialment a la zoologia. Així ignoren els components no zoològics de la ciència de l’evolució (per exemple, la història geològica, incloent especialment la paleontologia; les ciències ambientals, l’ecologia, la química atmosfèrica, la microbiologia, etc.). Poques vegades reconeixen que els seus marcs teòrics deriven d’un model capitalista anglòfon, i inevitablement cauen en prejudicis, assumpcions i orientacions filosòfiques del nostre entorn. Com que la majoria de la gent interessada en l’evolució viu en una cultura capitalista anglòfona, les assumpcions neodarwinistes queden vetllades. Conceptes com la validesa de la terminologia “cost-benefici” i “competició contra cooperació” o la superioritat de l’anàlisi matemàtica són assumits acríticament.

Traduït d’un text escrit per Lynn Margulis en 2007. Llegeix el text sencer en l’anglès original »

La notícia en el bloc de Juli Peretó, professor de Bioquímica de la Universitat de València, d’on Lynn Margulis era doctora Honoris Causa »

3a Olimpíada de Geologia

L’any 2010, la Geologia es va sumar a les olimpíades científiques i, per això, diverses institucions vinculades amb la geologia, i coordinades per AEPECT, van organitzar la I Olimpíada Espanyola de Geologia.

La gran acollida que va tenir aquesta activitat amb aproximadament 600 participants va animar a organitzar una nova edició el 2011, amb l’objectiu de participar en les Olimpíades Internacionals de Ciències de la Terra (IESO). En l’edició nacional van guanyar els quatre estudiants, elegits entre més de mil participants, que van participar en les Olimpíades Internacionals que es van celebrar a Itàlia. El resultat d’aquesta primera participació en la IESO es pot considerar un èxit: una medalla de plata (d’un total de 10), una de bronze (de 10) i dos premis per la capacitat d’organització i coordinació en el treball de recerca en grups.

Tot això anima a organitzar la III Olimpíada Espanyola de Geologia.

Dates d’inscripció: del 21 de novembre de 2011 al 31 de gener de 2012

Fase territorial a Tarragona: Divendres 2 de març de 2012, Universitat Rovira i Virgili (URV)

Qui pot participar?
Tots els estudiants de Batxillerat o 2n Cicle d’ESO de l’Estat espanyol, de fins a 18 anys, en equips de 4 estudiants coordinats per un professor del seu centre (es poden fer tants grups com el centre consideri oportú coordinats per un o diversos professors). Per participar en IESO 2012 és imprescindible no haver complert els 18 anys a l’inici de la competició (setembre o octubre de 2012).

Com participar?
1. Forma un equip amb un professor i quatre estudiants.
2. Descarrega el document d’inscripció a la web de l’olimpíada.
3. El professor de cada equip ha de trametre al coordinador de la fase territorial o l’organització nacional (veure adreces d’enviament).

En què consistirà l’olimpíada?
1. Al febrer de 2012, hauràs de participar en la fase territorial, de la província o regió a la qual correspongui teu centre. Si estàs entre els guanyadors, passaràs a la fase nacional.
2. La fase nacional se celebrarà el 24 de març de 2012 en el Palau de la Magdalena de Santander. Els guanyadors passaran a la fase internacional.
3. AEPECT organitzarà la preparació de l’equip espanyol.
4. La fase internacional se celebrarà a Argentina al setembre o octubre de 2012.

Més informació i bases a: http://www.aepect.org/olimpiadasgeologia/index2012.htm »