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1.2: La ciencia de la botánica

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    La ciencia que estudia las plantas se llama Botánica. Todas las ciencias naturales, incluida la botánica, tienen como objetivo comprender cómo funciona el mundo natural. Para poder hacer esto necesitamos hacer observaciones, ejecutar experimentos, generar y probar hipótesis, registrar datos y reportar resultados. En la ciencia occidental, las personas utilizan una serie de pasos, llamados el método científico, que ayudan a responder una pregunta de manera imparcial.

    Es importante notar que los pueblos indígenas de todo el mundo tienen sus propios sistemas de conocimiento que son diferentes al enfoque de la ciencia occidental, donde “... conocimiento para observar, recopilar, categorizar, registrar, usar, difundir y revisar información y conceptos que explican cómo el mundo obras...” (Whyte et al. , 2016). El conocimiento indígena a menudo tiene lugar a una escala de tiempo mucho más larga con conocimiento y observaciones transmitidas de generación en generación. Los dos sistemas no necesitan ser aislados y a veces se utilizan juntos para responder preguntas. “Los hawaianos como muchos indígenas eran cuidadosos observadores de la naturaleza. Observaron de cerca, desarrollaron posibles explicaciones de lo que observaron, realizaron experimentos para confirmar o refinar su comprensión hasta que confiaron en su comprensión. Una vez perfeccionada su comprensión, la comprometieron a la memoria usando dispositivos mnemotécnicos como el mele (canción), oli (canto) o moʻolelo (historia) que luego se transmitió a la siguiente generación. Solo tenemos que mirar a los estanques de peces hawaianos para darnos cuenta de cuántas observaciones, experimentos, refinamientos deben haber tenido lugar antes de que hicieran el inmensamente enorme compromiso intensivo de mano de obra para construir un estanque de peces. Una cosa de la que podemos estar seguros, la perfección del estanque hawaiano no ocurrió en una generación; fue un proceso deliberado. El “Método Científico” occidental opera de la misma manera, se hacen observaciones, se presentan hipótesis, se realizan experimentos para refinar la observación, la principal diferencia es que en occidente cada paso es cuidadosamente escrito y documentado”. (Kalei Laimana, pers. comunicación).

    El método científico

    Los botánicos y otros científicos aprenden sobre el mundo natural haciendo preguntas al respecto y utilizando un enfoque sistemático, conocido como el método científico, para encontrar respuestas. Podría sorprenderte saber que incluso utilizas este método en tu vida para resolver problemas cotidianos o responder preguntas que aparentemente no están relacionadas con la ciencia. El primer paso del método científico es una observación, que suele llevar a una pregunta. Imagina que tienes unas hermosas plantas puakenikeni en tu jardín y notas que sus hojas empiezan a ponerse amarillas (Figura\(\PageIndex{1}\)). Esta es una observación que puede llevarte a la pregunta: “¿por qué las hojas de mis plantas se vuelven amarillas?” Como no eres un experto en plantas, recurres a internet o a un miembro de la familia que tiene un pulgar verde para tratar de responder a la pregunta y en última instancia resolver el problema. Los científicos siguen un proceso similar; investigan información relevante a la pregunta para tratar de encontrar la respuesta a la misma, ver si otros científicos ya intentaron responder a la pregunta o se encontraron con un problema similar y cómo lo resolvieron.

    Figura\(\PageIndex{1}\): Planta Puakenikeni (Fagraea berteroana) con hojas amarillentas.

    Volviendo a nuestro ejemplo, después de buscar en internet “hojas de plantas que se vuelven amarillas” encuentras varias razones potenciales para que las hojas de tus plantas se vuelvan amarillas. ¿Cuál es la correcta? Después de leer más detalles sobre algunas de las causas decides que debe ser la falta de agua, el suelo alrededor de tus plantas parece seco por lo que probablemente tus plantas no estén recibiendo suficiente agua. Ahora tienes una respuesta probable para tu pregunta, o una hipótesis. Una hipótesis es una explicación potencial para la pregunta que se puede probar. Las hipótesis suelen seguir un formato “si... entonces”, que representa la pregunta y la solución propuesta. En este caso tu hipótesis podría ser: “Si riego más a menudo mi planta puakenikeni, entonces las hojas no se volverán amarillas”. En nuestro ejemplo, existen diferentes razones que pueden hacer que las hojas de tus plantas se vuelvan amarillas, por lo que hay varias hipótesis que podrían probarse, y esto es cierto para la mayoría de las preguntas de la ciencia.

    Echa un vistazo al diagrama de flujo del método científico presentado en la Figura\(\PageIndex{2}\). Se puede ver que ya hemos seguido varios de los pasos que componen el método científico en nuestro ejemplo: observación, pregunta, e hipótesis /predicción. El siguiente paso es ejecutar un experimento para poner a prueba tu hipótesis. Ahora bien, ¿cómo probarías tu hipótesis? A veces imaginamos que los experimentos científicos son procesos complejos y avanzados que necesitan llevarse a cabo en una instalación súper sofisticada y de alta tecnología, pero no siempre es así. Hasta cierto punto, todos podemos realizar experimentos de una manera fácil y precisa. Después de determinar que tus plantas han sido subregadas, el experimento más lógico sería agregar más agua de lo normal a tus plantas para ver si esto resuelve el amarilleamiento de las hojas. Un experimento puede ser tan sencillo como eso; sin embargo, los científicos necesitan estar seguros de exactamente qué está afectando los resultados. Para ello, los experimentos científicos tienen una o varias variables experimentales, que es (son) la (s) parte (s) del experimento que se puede cambiar. En nuestro caso la cantidad de agua suministrada a las plantas sería la variable experimental.

    El método científico consiste en una serie de pasos bien definidos. _Por OpenStax .jpg
    Figura\(\PageIndex{2}\): El método científico consiste en una serie de pasos bien definidos. Por OpenStax está licenciado bajo CC-BY 4.0.

    Los experimentos también necesitan un grupo control, que es un grupo que tiene todas las mismas características que el grupo experimental (aquel en el que se está cambiando la variable), pero en el que no cambiamos la variable. Al tener un grupo de control, nos estamos asegurando de que la falta de agua sea la variable (característica) que está provocando el amarilleamiento de las hojas en tus plantas y que no haya otra razón. En su jardín una forma sencilla de probar esta hipótesis con precisión sería establecer un experimento que incluya un grupo experimental y un grupo control. En el grupo experimental vas a tener al menos una planta puakenikeni que vas a regar con más frecuencia, por lo que la variable que estás cambiando es la frecuencia del agua. Por otro lado, el grupo de control será al menos una planta puakenikeni a la que seguirás regando con la misma frecuencia que has hecho hasta ahora. Seguirás haciendo esto por varias semanas, y luego podrás registrar tus resultados. Si un científico quisiera realizar un experimento similar, probablemente lo ejecutaría en un invernadero o vivero, para poder regular todas las demás condiciones ambientales y cualquier otra variable, para que nada más afecte los resultados del experimento. Un científico también tendría varias réplicas o repeticiones del experimento, para asegurar que los resultados sean imparciales. Por ejemplo, en lugar de aumentar el riego en una sola planta, un científico podría tener un grupo de 30 plantas que se riegan con mayor frecuencia como grupo experimental y un grupo de 30 plantas que se mantienen en el mismo régimen de riego que el grupo control.

    El siguiente paso en el proceso es analizar los resultados. Durante varias semanas has estado regando al menos una de tus plantas puakenikeni con más frecuencia (grupo experimental) y has seguido regando al menos una planta puakenikeni como antes (grupo control), por lo que es momento de analizar los resultados de tu experimento. Echas un buen vistazo a las hojas de ambas plantas y para tu consternación las hojas de ambas plantas se ven igualmente amarillas. En este punto se puede concluir que no era el agua la que estaba causando el amarilleamiento de las hojas en sus plantas, por lo tanto su hipótesis inicial era incorrecta. ¿Qué haces a continuación para salvar tus plantas? Si miras el diagrama de flujo del método científico (Figura\(\PageIndex{2}\)), ves que si tu hipótesis no fue apoyada por tu experimento entonces necesitas intentarlo de nuevo.

    ¿Recuerdas que hubo otras causas que encontraste en internet que podrían estar provocando el amarilleamiento de las hojas en tus plantas? Bueno, ahora puedes probar otra hipótesis: a lo mejor tu planta está sufriendo de falta de nutrientes en el suelo. Es necesario ejecutar un nuevo experimento para probar esta nueva hipótesis de manera similar a la que probó para la hipótesis del agua. Así que imaginemos que agregas fertilizante a al menos una de tus plantas puakenikeni para aumentar los nutrientes disponibles en el suelo (grupo experimental) y dejar al menos una planta puakenikeni sin fertilizante (grupo control). Después de varias semanas analizas los resultados, y ves que la planta que tenía fertilizante agregado ahora tiene hermosas hojas verdes y se ve saludable, mientras que tu planta de control tiene hojas amarillas. ¡Enhorabuena, has roto el caso y ahora puedes ayudar a tus plantas a vivir una vida larga y saludable agregando fertilizante a todas tus plantas puakenikeni! Normalmente, un experimento requiere replicación, por lo que requeriría que tuvieras varias plantas en tu grupo de control y varias en tu grupo experimental. Eso no siempre es posible si lo estás haciendo en tu patio trasero, pero es importante saber que los investigadores lo hacen para asegurarse de que los resultados no son la influencia de una variable aleatoria (por ejemplo, la influencia de la ubicación de la planta).

    El último paso en el método científico es reportar o difundir los resultados, que en la comunidad científica se suele hacer publicando un artículo o reportaje científico, haciendo una presentación pública en una reunión científica, o incluso publicando un artículo en un periódico si el tema es de interés para el comunidad. Este último paso es importante, porque ayuda a construir conocimiento y avanzar en la ciencia, para que no nos quedemos atascados tratando de resolver el mismo problema una y otra vez. En nuestro ejemplo, también podrías compartir los resultados de tu experimento con tu familia y amigos para ayudar a alguien que enfrenta el mismo problema.

    Los experimentos no son la única manera de responder a una pregunta en la ciencia. A veces utilizamos métodos descriptivos cuando un enfoque experimental no es factible. Por ejemplo, si quisieras determinar cuántos individuos de una planta hawaiana en peligro de extinción quedan en estado salvaje en el monte Ka'ala en O'ahu, el mejor enfoque sería hacer una encuesta o registrar todas las plantas de esa especie en esa montaña, en lugar de ejecutar un experimento.

    Ciencias básicas y aplicadas

    Hay dos tipos principales de ciencia: básica y aplicada. La ciencia básica tiene como objetivo ampliar el conocimiento; no buscar encontrar una utilización práctica o crear un producto, solo la difusión del conocimiento en la materia. Un ejemplo de ciencia básica sería registrar todas las diferentes especies de plantas que están presentes en Hawai'i, esto no parece tener ninguna aplicación práctica, pero en realidad podríamos utilizar los conocimientos recopilados en la ciencia básica para la ciencia aplicada. La ciencia aplicada tiene como objetivo utilizar la ciencia para crear un producto o resolver un problema de la vida real. Por ejemplo, si registramos todos los individuos de una planta hawaiana en peligro de extinción que quedan en estado silvestre en el Monte Ka'ala en O'ahu, podríamos usar esta información para crear un plan de conservación que permita salvar a esta especie de la extinción cultivándola en el laboratorio y luego plantándola en la naturaleza para restaurar los nativos ecosistemas. Un gran ejemplo de la ciencia vegetal aplicada es la agricultura, ya que utiliza el conocimiento vegetal para crear y mejorar variedades vegetales que se adaptan a los ambientes locales, producen más frutos o rendimientos, o aumentan la resistencia a la sequía. Un ejemplo son las variedades de tomate que fueron desarrolladas por criadores de plantas de la Universidad de Hawai que fueron resistentes a varias enfermedades tropicales. Este esfuerzo no sólo ayudó a la producción local de alimentos entre 1950 y 1980, sino que ayudó a programas de mejoramiento en muchos países. Las variedades de tomate desarrolladas aquí fueron luego utilizadas por otros programas de investigación para criar otras variedades (Teves, 2017).

    Figura\(\PageIndex{3}\): Plantación de kalo en Waihe'e, O'ahu. Por DutraElliott está licenciado bajo CC BY-NC-SA 4.0 vía Flickr.

    ¿Por qué es importante la Botánica?

    La botánica es una ciencia amplia con muchas subdisciplinas diferentes que abarcan diferentes aspectos de las ciencias vegetales. Algunos botánicos trabajan en biotecnología, como personas que extraen compuestos de plantas para crear medicamentos o estudiar los químicos producidos por diferentes plantas para encontrar nuevos usos para ellas. Por ejemplo, utilizamos algunos químicos vegetales para tratar ciertos tipos de cáncer. Uno de estos compuestos es el taxol, el cual se extrae del tejo del Pacífico (Taxus brevifolia) y se utiliza para tratar el cáncer de ovario. Los botánicos en el campo de la conservación, buscan preservar las especies vegetales y restaurar los ecosistemas dañados. También pueden utilizar la biotecnología y cultivar una planta entera a partir de una sola célula (cultivo tisular). Otros botánicos están interesados en entender cómo funcionan las plantas (fisiología vegetal), por lo que se enfocan en estudiar cosas como la fotosíntesis, el transporte de nutrientes y el movimiento del agua en las plantas. Otros botánicos están más interesados en explorar cómo las plantas han sido tradicionalmente utilizadas por las personas en prácticas culturales, medicina o cocina (etnobotánica). Otros botánicos están interesados en estudiar las plantas fósiles y comprender cómo han evolucionado las plantas a lo largo del tiempo (paleobotánica y evolución de las plantas). Estos son solo algunos ejemplos para ilustrar la diversidad del campo botánico.

    Aprender sobre las plantas no sólo es útil para los botánicos, sino para todas las personas. Por ejemplo, aprender sobre las plantas puede ayudarte a cultivar y mantener plantas saludables en tu casa y jardín. En algunos negocios en auge, como los productos naturales y los productos de cáñamo/marihuana, siempre existe la necesidad de personas con conocimiento de plantas y, en algunos casos, experiencia de laboratorio, ya que la extracción de compuestos vegetales puede requerir el uso de técnicas específicas de laboratorio. Aprender sobre las plantas que tradicionalmente se han utilizado en tu cultura también te puede ayudar a conectarte con tu familia y comunidad (Figura\(\PageIndex{4}\)).

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    Figura\(\PageIndex{4}\): Kalo creciendo en el valle de Waipi'o en la isla Hawai'i. Por DutraElliott está licenciado bajo CC BY-NC-SA 4.0 vía Flickr.

    Y claro, no puedes dejar pasar la oportunidad de responder algunas de las preguntas candentes que siempre tuviste: ¿Por qué las plantas son verdes? ¿Cuál es ese olor cuando corté pasto? ¿Cómo se mueven algunas plantas? ¿Cuáles son esas cosas pegajosas que se adhieren a mis calcetines? ¿Las plantas carnívoras comen carne humana?


    This page titled 1.2: La ciencia de la botánica is shared under a CC BY-NC-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Daniela Dutra Elliott & Paula Mejia Velasquez.