Actualitat cientfica

Qu s ms complexa? Una nebulosa o una simple alsembla inaccessible i llunyana. Potser lalga diatomeper la seva petitesa. Tant la nebulosa com la diatomea sn lobjecte deslaltra les podem veure a simple vista, necessitem poder-les estudiar. Tanmateix, la nebulosa tot just comena i la diatomeacam. El cam de la vida...

10

ACTUALITATCIENTFICA

ga diatomea. La nebulosa ensa ens semblar ms propera

tudi dels cientfics. Ni una niaparells molt complexos per

ha hagut de recrrer un llarg

Actualitat cientfica

Abans de comenar: Indica si les segents afirmacions sn veritables a b falses:

1- Els tomquets naturals no tenen gens, mentre que els genticament modificats si.

2- El centre de la terra s molt calent.3- La terra gira entorn del sol. 4- Loxigen que respirem prov de

les plantes. 5- La llet contaminada

radioactivament es pot tornar inncua bullint-la.

6- Tota la radioactivitat es produda pels ssers humans.

7- Els primers ssers humans visqueren al mateix temps que els dinosaures.

8- Els antibitics sn ideals per la lluita per les infeccions vriques.

9- El projecte genoma hum s una escultura de 40 metres que s far a Barcelona.

10- LUnivers sest expandint.

1. Introducci

Objectius previstos:

Conixer la importncia de lacultura cientfica en la sociatatque vivim.

Valorar les aportacions dels

diversos cientfics que, al llarg dela histria, han contribut a aclarirel funcionament dels fenmensnaturals.

Conixer el mtode de treball de la

comunitat cientfica.

Conixer les temes dactualitat enel camp de les cinciesbiomdiques.

Expressar oralment i per escrit

les observacions realitzades i lesexplicacions generades totaplicant adequadament lesdiferents tipologies textualscaracterstiques de lacomunicaci cientfica.

Buscar informaci en diferents

fonts, molt especialment atravs de les tecnologies de lainformaci.

11

Actualitat cientfica

2. La recerca i la comunicaci cientfica.

Figura 1: Watson i Crick

12

Activitat 1: Digues almenys deu personesla contribuci al coneixement de les qualshagi estat duna importncia especial en elcamp de la cincia. Assenyala en cada casles seves descobertes ms importants. Activitat 2: Quins trets de personalitatcreus que ha de tenir un cientfic? Activitat 3: Watson i Crick han estat doscientfics molt importants en les cinciesbiomdiques. Per qu? Activitat 4: Busca la biografia de RobertHooke i Paul Dirac. Sobre quins temes hanpublicat treballs? A quin camp de les cincies creus que esva dedicar cada un?

2.1. El treball dels cientfics. Lhome per la seva condici necessita conixer elssecrets de la natura. Aquesta s la tasca principal delscientfics. En totes les cincies: Fsica, Qumica, Biologia,... eltreball dels cientfics es basa en lanomenat mtodecientfic. El mtode cientfic s el procs creatiu en el quesutilitzen tres mtodes: observaci , buscarexplicacions al fenomen destudi i contrastar lesexplicacions. s evident que no hi pot haver capinvestigaci sense una observaci crtica i sistemticade la realitat que volem estudiar. Una observacisempre va acompanyada duna presa de dades ( perexemple mesurar temperatures, longituds, velocitats...).Un cop shan recollit les dades dalguna variable,sintentaran buscar les explicacions. Les explicacionsseran la nostra hiptesi de treball. Un cientfic mai escreur una hiptesi sense fer un experiment que lademostri. Aquesta s la fase de contrast dhiptesi. Aquest procs dinvestigaci est molt influenciat pelsconeixements de que disposa el cientfic i per les sevespreferncies. s a dir, cada investigador treballa en elcamp que ms li interessa. Cal tenir present que un cientfic ha de ser una personamolt oberta a totes les novetats que vagin apareixent enel camp a que es dedica. Ha de llegir contnuament lesrevistes especialitzades que presenten les descobertesdels seus collegues cientfics darreu del mn. Elcientfic ha de tenir molta imaginaci i sha dinteressarper tots els aspectes relacionats amb el camp del seuestudi.

3.2.Per qu es fan les investigacions? Una investigaci per definici ha destar relacionada amb un problema que cal resoldre. Lorigen delproblema pot ser:

1- Les prpies inquietuds dels cientfics. 2- Una demanda social. 3- Una necessitat tcnica.

Actualitat cientfica

El primer punt des de fa uns anys sha convertit en el menysimportant ja que per investigar calen molts i molts diners. Perpagar els mitjans tcnics, el material ( qu s molt car) i el soudels diferents investigadors. Per aquest motiu, actualment esdna prioritat a les investigacions que tenen aplicacionsprctiques que permeten costejar-les. En aquest sentit tambtenen importancia les investigacions relacionades amb unademanda social com per exemple la investigaci de malalties.Malgrat tot per, les que tenen una certa importncia sn lesinvestigacions relacionades amb malalties que afecten alspaissos desenvolupats. Aquest s el motiu que fa que hi hagiencara pocs diners i recursos destinats a la lluita i la investigacide malalties que afectin noms als paissos del tercer mn.

Ciberactivitat 1: Quins sestat guardonats amb unsobre els premis Nohttp://www.nobel.se/ Ciberactivitat 2: Fes unatema els premis Nobel. Halguna de les pgines interessant. Aquesta pgprofessor. Ladrea la trrecordes com es treballa lapartat eines de la secrems el contingut que les im

Taula 1: Guanyadors dels premis NobeMedicina distribuits per pasos.

13

Activitat 5: Llegeix larticle 1 de lanexi indica a quines rees bsiquesdestina diners ladministraci central. Hi ha algunes rees prioritries. Perquin motiu? Activitat 6: Un dels camps msimportants de la recerca s labiomedecina. A qu creus que sdegut? Activitat 7: Busca informaci sobre elcientfic Manuel Elkin Patarroyo iexplica a que dedica la seva recerca. Activitat 8: Representa en undiagrama de barres els deu pasosms guardonats amb premis Nobel(veure taula 1). Quina conclus enpots extreure daquestes dades?

n el dos cientfics espanyols que han premi Nobel? Si vols saber ms cosesbel, visita lel seu web oficial:

pgina web amb el Front Page sobre elas dincloure imatges, text i enllaos a

que has consultat i que tha resultatina lhas denviar a ladrea del teuobars a lespai Fem Ciencia. Si noamb un editor de pgines web, consultataria de lespai Fem ciencia. Es valoraratges.

l de Fica, Qumica i

Figura 2: Micrografia electrnica dAgrobacterium. Microorganisme que ha esdevingut molt important en el camp de labiotecnologia.

http://www.nobel.se/

Actualitat cientfica

3.3.Com es realitza una investigaci? Totes les investigacions comparteixen, a grans trets, elmateix sistema de treball. A aquest sistema se lhaanomenat el mtode cientfic. Els trets fonamentalsdaquest mtode de treball els podem resumir en:

1- Consulta bibliogrfica: abans de comenar unainvestigaci cal llegir tota la informaci disponiblesobre ella. Cal saber tot el que ja se sap sobreaquest problema i buscar noves idees perresoldre els aspectes pendents dinvestigaci. Apart de saber-ho tot sobre el tema, aix ensevitar fer feines intilment.

Aquest punt fa que sigui imprescindible lapresentaci dels resultats de totes lesinvestigacions als membres de la comunitatcientfica. Per fer aix hi ha la possibilitat descriure un article en una revista especialitzada ob els congressos.

2- Emissi duna hiptesis de treball: amb lainformaci disponible i amb lanlisi del problema(s a dir desprs de fer un estudi de les variablesms importants i haver recollit una srie dedades), es formulen les nostres explicacions delproblema analitzat. Aquestes explicacions handestar emmarcades amb els coneixementspreexistents, per tamb poden posar en dubteles explicacions que fins ara shavien donat aaquest fenomen.

3- Contrastaci de la nostra hiptesi de treball:

per veure si la nostra explicaci s vlida,dissenyem experiments que ens proporcionaranuns resultats que ens han de permetre veure si lanostra hiptesis de treball s vlida. En aquestsexperiments s controlen les variables que enshavien perms donar explicaci al fenomen. Amblanlisi de les dades dels nostres experiments,sestableixen relacions entre aquestes variables.Aquestes relacions sanomenen lleis i sintentenescriure en forma de frmules matemtiques.Aquestes lleis en el cas de que sigui possibleestablir-les, ens podran permetre deduir quepassaria en casos diferents del que hem estudiatsense haver-los de repetir experimentalment.

4- Establir teories: consistir en intentar donar una

explicaci conjunta a diverses observacions,hiptesis i lleis. Dins una teoria sempre hi haalguns fets que encara no poden ser explicats.Aquests fets faran que hi hagi la

CibdelexlhaCicomOblel tr

14

eracstabliperims dencia.enta

igatoobar

Activitat 10: Volem comprovarlefecte de diverses substnciesconservants sobre els aliments. Has de dissenyar un experiment quepuguis fer amb el segent material:psols congelats, dissoluci diluda desal al 1%, dissoluci concentrada desal al 20%, dissoluci de sucre al 5%dissoluci de nitrit sdic al 5%,vinagre, 8 tubs d'assaig, pinces, cotfluix, retolador i estufa de cultius. Intenta emmarcar aquest experimentdins les fases del mtode cientfic. Activitat 11: Indica tots els problemesamb que thas trobat a lhora derealitzar lexperincia de lactivitat 10al laboratori. Activitat 12: Per qu s tant importantla consulta bibliogrfica abans de larealitzaci de un treball dinvestigaci?

tivitat 3: Els cientfics han de discutir. Has r la teva hiptesi sobre el que passar en ent dels aliments. Aquesta hiptesi de treball scriure al frum de lespai virtual Fem . A ms, has de participar en el frum nt les aportacions dels teus companys. ri com a mnim dues participacions. El frum s a lapartat Aula dEstudi.

Actualitat cientfica

necessitat de fer nous experiments i noves hiptesis. Aix es

van comenant noves lnies de treball que provablement,obligaran a reformular la teoria. Per exemple si pensem amb laTeoria Atmico- molecular de John Dalton, la part ms petita iindivisible de la matria eren els toms. Per com es podrienexplicar fenmens com lelectricitat o les reaccions nuclears?Caldria reformular i ampliar la teoria: els toms sn divisibles ino sn la part ms petita de la matria. Existeixen partculessubatmiques. Malgrat el canvi de mentalitat que aix vasuposar, no invalida del tot la teoria original. Nanpliar moltsaspectes. De fet, encara estem lluny dacabar amb aquestsaspectes i la gran quantitat de lnies de treball que hi ha alvoltant daquest tema...

Activitat 13: Explica la teoria atomico-molecular de John Dalton. Creus que actualment hi ha algun aspecte encara per resoldre sobre els toms?

Al 1838 M. Schleiden proclama la teoria cellular en les plantes. Al 1839 Tcellular al mn dels animals. Aquesta teoria volia dir que animals i plaper cllules, les quals amb funcions especfiques, constaven sempcitoplasma. Aquesta teoria, que presentava alguns punts inexactes sosser ampliada posteriorment per altres naturalistes: Ngeli, Kolliker, SiebAl 1860 apareixen els microscopis binoculars. Lalemany R. Virchow promnia cellula ex cellula que resumeix un punt de la teoria cellular pecada cellula prov per reproducci duna cellula preexistent.

Lectura 1: desprs de llegir el text, dissenya dos experiments per demostrar els punts en negretaA/ Qu entenem per la teoria cellular.

Ciberactivitat 4: Explica en el frum com ho faries per demostrar que tota celQue dirien els partidaris de la teoria de la generaci espontnia sobre aquest

15

. Snrebrolocnd

de

lute

John Dalton

chwann amplia la teoriates estaven constituts de membrana, nucli ie la divisi cellular, vad, etc... lama el fams aforismeent de confirmaci: que

l segent text .

la prov dun altra cellula. ma?

3.4. Comuniquem el que sabem Per poder avanar rpidament, s molt important que qualsevol investigaci i descobriment arribi a la resta decientfics. Els mecanismes de comunicaci sn els segents:

1- Revistes especialitzades 2- Congressos i seminaris 3- Internet.

Lobjectiu de la divulgaci s: Donar a conixer les noves descobertes a la comunitat cientfica de tot el mn. Daquesta forma la novainformaci pot ser revisada, analitzada, comprovada, ampliada o, si conv, criticada. Per aquest motiu s moltimportant que en el redactat de lexperiment es donin les explicacions necessries per qu un altre grupdinvestigadors el pugui reproduir per la seva anlisi.

Actualitat cientfica

1. Les revistes Les revistes que llegeixen els cientfics sagrupen alvoltant de temtiques (figures 8, 9 i 10). Estan moltespecialitzades. Si pensem tant sols amb revistes delcamp de la biomedicina, en trobem moltssimes, pertotes elles tenen una estructura com. Acostumen atenir una extensi de 5 a 12 pgines i estan signatscom a mxim per 6 autors. Els articles que espubliquen es sotmeten a una revisi per un grupdexperts. Si larticle no t un mnim de qualitat i rigorcientfic es rebutjat. En un article de recerca lestructura es basa en elRIMRID, s a dir: Resum; Introducci; Material iMtodes; Resultats i Discussi.

El Resum: Es troba al comenament de larticle,acostumen a contenir lestructura RIMRIDcondensada. s una breu exposici de larticle,donant referncia a les descobertes msimportants. Aix el lector (un ocupat investigador)pot deixar larticle sense seguir ms enll en casque el trobi poc interessant. Introducci: s el rerafons de lestudi descrit.Introdueix el problema destudi fent menci deles principals referncies bibliogrfiques que jashan dedicat al problema. Normalment laintroducci acaba amb una frase clara sobre lahiptesi que ha de ser contrastada. Normalmenten aquest apartat no es poden mencionar elsresultats. Material i mtodes: Aquesta secci explica quesha fet i com. s un apartat que ha de permetreque un altre investigador pugui reproduirlexperiment de forma exacta. s difcilaconseguir una replicaci exacta de lexperiment,per qui escriu aquest apartat ha de donar lesinformacions necessries perqu es pugui fer. Resultats: s lapartat en que shan decomunicar els principals resultats delexperiment. Aquest apartat normalment es fautilitzant taules de dades on es poden incloureles dades ms rellevants. Cal evitar al mxim lesrepeticions i les dades innecessries. Discussi: s lapartat on sinterpretaran lestroballes descrites en lexperiment. Tamb escomentaran quins sn els punts forts i febles delestudi. s lapartat on es comparen els resultatsde la recerca amb altres resultats obtinguts peraltres investigadors en estudis similars. Tambaqu cal comentar si la hiptesi original que enshem plantejat a la introducci la refutem olacceptem. Finalment es pot mencionar larecerca que caldria seguir fent en un futur percontinuar amb lestudi del problema.

16

Activitat 14: Ara que ja hem fet tres experincies al laboratori. Has descriure un article seguint el model RIMRID dalguna de les experincies que has realitzat. Activitat 15: Busca informaci i preparat una exposici oral per explicar la teoria de la generaci espontnia i com va ser rebutjada per la comunitat cientfica. Activtat 16: Explica els trets fonamentals dalguna teoria cientfica.

Figura 7: Tapa de la revista nature corresponent al mes de gener de 2003.

Figura 8: Tapa de la revista Industrial Microbiology and Biotecnology, corresponent al mes de gener de 2003.

Ciberactivitat 5: Visita el web oficial de la revista Nature (http://www.nature.com/nature/), o la revista Science (http://www.sciencemag.org/) i fes una llista dels camps de la cincia a que dediquen els seus articles de recerca. Per qu creus que hi ha tants camps destudi diferents? Intenta resumir i traduir el resum dalgun dels articles i portal a classe que el comentarem.

Actualitat cientfica

A part dels articles de recerca, les revistes cientfiques tenen altresapartats com les editorials, les cartes al director, les notes clniques iels articles de revisi. Els articles de revisi (figura 9)es basen en lanlisi dun tema atravs de la bibliografia publicada per la resta dexperts fins almoment de realitzar aquest article. El paper duna bona revisi sobreun tema t una importncia vital perqu permet tenir informaci sobrequalsevol tema o qesti cientfica de forma actualitzada. Aquestsarticles estalvien molt de temps a un autor que es vol posar al diasobre un determinat tema. Acostumen a tenir una extensi de 15 o 20fulls i solen tenir una extensa bibliografia.

Lectura 2: El segent text correspon a les normes de publicaci corresponents a una revista de revisions anualment a Catalunya. Per qu creus que sn tant estrictes en lestructura dun article cientfic?

17

Figura 9: Portada corresponent al mes de gener del 2003de la revista de revisions Nature Reviews

darticles de cincia que es publica

Actualitat cientfica

Activitat 17: Observa lexemple de poster cientfic que hi ha a lannex 2 i comenta: A/ Quins sn els apartats principals? Tenen algun aspecte en com amb els duna revista cientfica? B/ Quina diferencia fonamental creus que hi ha respecte un article duna publicaci cientfica? Activitat 18: Has de realitzar un pster a partir dalgun dels experiments que has realitzats a classe. Has de tenir present que en un pster es dna molta importncia als grfics i les taules i relativa importncia al text. Activitat 19: Fes un llistat dels avantatges que pot presentar la xarxa dinternet per un investigador.

Figura 10: Fragment dun pster presentat a un congrs.

Chl. phaeobacteroides UdG 60460.1

Chl. ferrooxidans

Chl. limicola DSM 249Clt.sulfurica

Chl. limicola UdG 6040Chl. limicola UdG 6042

Chl. limicola UdG 6041Chl. limicola UdG 6002Chl. phaeobacteroides 1549

Chl. limicola UdG 6038

Chl vibrioforme UdG 6043Chl. chlorovibrioides UdG 6026

Chl. limicola UdG 6044Chl. vibrioforme 8327

Chl. vibrioforme DSM 262Pld. luteolum DSM 273

Chl

. pha

eovi

brio

i des

DS

M 2

6 9

Chl. limicola DSM 245

Chl. phaeobacteroides UdG 6051Chl. phaeobacteroides UdG 6047

Chl. limicola UdG 6037

Chl. phaeovibrioides UdG 6035

Chl. phaeobacteroides DSM 266

Pld. phaeoclathratiforme BU1

Pld. clathratiforme GPWintergreen sequences WG001

Ptc. aestuarii SK 413Ptc. aestuarii 2K

Chl. vibrioforme DSM 260Ptc. aestuariiCPH3401

Chl. vibrioforme CPH3402

Chl. tepidum

Fig. 6. Unrooted radial tree generated with the maximum-likelihood method comparing the 16S rRNA sequences from GSB strains. Names in black correspond to strains analysed by MALDI-TOF. Colors correspond with those usedin figure 5. The scale bar indicates the distance in substitutions per nucleotide. Outgroup: Cytophaga aquatile (not shown).

When comparing the GSB strains using the markers obtained by MALDI-TOF (protein fingerprint), the cluster obtained does not fit with the 16S rDNA phylogeny, or with the established taxonomy.

PROTEIN ANALYSIS

Fig. 5. Dendogram obtained by analysis of the MALDI-MS spectra of 15 strains of GSB and different conditions. Similarity values between strains were estimated from the number of common peaks in the mass spectrum assuming an uncertainty of 0.03%. Colors correspond with those in figure 6. The dendogram was obtained using single linkage. The more closely related spectra correspond to the same strain of Chl. vibrioforme after cultivation in the presence of different concentrations of NaCl, and to Chl. tepidum growth under diferent conditions (see Fig. 1 and Fig. 2).

According to the masses of proteins detected by MALDI-TOF, each one of the analysed strains has an unique fingerprint, that is slightly affected by environmental factors.

2. Els congressos i les reunions cientfiques. Els congressos i les reunions cientfiques: Cada cop estanms de moda. La finalitat s poder reunir tots elsespecialistes dun tema en un mateix lloc i es puguin discutirles seves lnies de treball. En aquests congressos hi ha dueslnies fonamentals de comunicaci: els psters i lescomunicacions orals.

Els psters (figura 10) sn els resums dels treballs fets per ungrup de recerca determinat i que estan penjats en un espaiperqu la resta de grups els puguin consultar. Un pster seriaa grans trets una forma ms grfica de transmetre elsresultats que shan publicat en una revista. Sobretot enlapartat de resultats es dna molta importncia a les taules iels grfics, limitant molt el text a ressaltar els resultats msimportants ( Veure un exemple de pster a lannex 29 La comunicaci s una exposici oral que duraaproximadament 10 minuts en la que cada grup comunica elsseus resultats en una sala dactes. Desprs de lescomunicacions orals sempre hi ha una roda de debat ontothom hi pot intervenir per fer les seves aportacions alsresultats que shan anat comentant. Per aquestesexposicions es disposa normalment daparells per projectardiapositives o b ordenadors connectats a projectors. El principal problema dels congressos s que cada cop msels resultats que shi presenten ja shan difs prviament enrevistes especialitzades. El fet de que ja shagin publicat faque molts investigadors de prestigi perdin el seu inters perassistir-hi i el debat que es podria produir s menysenriquidor. Aquest s el motiu que a propiciat laparici deseminaris i reunions encara ms especialitzats i menysambiciosos en la que sintenta seleccionar els experts que hiassisteixen. 3. Internet Amb laparici de la comunicaci electrnica sobren noves perspectives que ja estan modificant molts hbits de comunicar els treballs dels cientfics. Sestan comenant a realitzar congressos victuals, utilitzant les possibilitats de videoconferncies, xats, frums i netmeeting. Lavantatge daquestes noves tecnologies s lestalvi de temps en desplaaments. Evidentment tamb hi ha unes bases de dades que agiliten molt les consultes a hemeroteques. Podem pensar amb lexemple de les bases de dades que sestan creant a resultes de lestudi del genoma hum.

Ciberactivitat 6: Dins lespai web Fem cincia no estem limitats per lespai I podem parlar amb un cientfic sense haver-nos de desplaar. Si consultes el calendari dactivitats virtuals, tenim un dia programat per parlar amb un cientfic catal. Has de pensar 6 preguntes per fer-li una entrevista el dia del xat. Primer el cientfic far una exposici virtual, i desprs hi aura una ronda de preguntes. A casa obre lespai Fem Cincia i llegeix atentament les normes del Xat amb un cientfic a la secci Sala dActes virtual.

18

Actualitat cientfica

A

3. Actualitat cientfica.

Activitat 20. Notcies de cincia. Els articles els anirem comentant a laula i seran la base o motivaci per introduir la teoria. La forma de treballar cada article ser la mateixa:

1. Breu resum de larticle. 2. rea de la recerca a la que fa referencia. 3. Quins conceptes que surten a larticle ja conec? Fer-ne una llista i definir-los. 4. Quins conceptes de larticle desconec? Fer-ne una llista, els comentarem a classe. 5. Creus que hi ha algun error en larticle?

rticle 1

19