Il metodo di indagine utilizzato nelle scienze biologiche per aumentare e rafforzare le conoscenze è il metodo scientifico, un processo che comprende quattro fasi successive (▶figura 1.6).

Osservazioni e ipotesi.

Gli scienziati compiono delle osservazioni preliminari, attraverso i propri sensi o grazie a strumenti, per esempio il microscopio. Un lavoro importante è anche quello di raccogliere i risultati di osservazioni e studi precedenti presso biblioteche e archivi in rete, cioè valutare la «bibliografia» scientifica che riguarda l’oggetto dello studio.

Quindi, gli scienziati sviluppano un’ipotesi, cioè una possibile spiegazione del fenomeno che stanno studiando, considerando soltanto quelle spiegazioni che in qualche modo si possono testare, ossia sperimentare, provare.

Test e conclusioni.

Condurre dei test circa un’ipotesi può prevedere sia esperimenti sia nuove osservazioni. Per decidere come testare un’ipotesi, lo scienziato applica il ragionamento deduttivo, che implica la logica del «se succede questo… allora…». Un ricercatore può ragionare in questo modo: «se tutti gli organismi sono fatti di cellule, allora ogni parte di un organismo che esamino al microscopio deve essere composta da cellule». In altre parole, questo scienziato ha previsto che l’ipotesi possa essere testata con osservazioni al microscopio.

I risultati di un esperimento e/o le osservazioni ulteriori, raccolti in modo standardizzato, costituiscono i dati, illustrati spesso sotto forma di tabelle e grafici. I dati aiutano gli scienziati a giungere a delle conclusioni, che indicano se i risultati sostengono oppure confutano l’ipotesi iniziale. Se l’ipotesi è provata, le conclusioni possono essere accompagnate da un margine di incertezza; in ogni caso, i dati non provano mai che un’ipotesi sia del tutto vera, poiché la conclusione può sempre essere soggetta a revisione. D’altra parte, è possibile provare che un’ipotesi sia falsa. Se un’ipotesi si dimostra falsa, se ne possono fare di diverse, programmando altri esperimenti, come è indicato dalla freccia bidirezionale della figura 1.6

Le teorie scientifiche.

Lo scopo finale delle discipline scientifiche è quello di comprendere il mondo naturale formulando delle teorie scientifiche. Mentre nel linguaggio quotidiano con il termine teoria si intende una idea ipotetica, nel linguaggio della ricerca una teoria scientifica è molto più di un’idea o di una speculazione, essendo sostenuta da molte osservazioni, esperimenti, dati, spesso derivanti da varie discipline. Le teorie scientifiche basilari che ritroverete spesso nello studio della biologia sono elencate di seguito.

• Teoria cellulare: tutti gli organismi sono composti di cellule e nuove cellule derivano solo da cellule preesistenti.
• Teoria dei geni: gli organismi contengono informazioni codificate che ne definiscono la forma, la funzione e il comportamento.
• Teoria dell’evoluzione: tutte le forme viventi derivano da un antenato comune, ciascuna è adattata a uno stile di vita.
• Teoria dell’omeostasi: l’ambiente interno di un organismo viene mantenuto relativamente costante, entro i limiti vitali.
• Teoria dell’ecosistema: gli organismi sono membri di popolazioni che interagiscono tra loro e con l’ambiente fisico in cui vivono.