Biologia per non-magistrati I

La comunità scientifica ha discusso negli ultimi decenni sul valore dei diversi tipi di scienza. È prezioso perseguire la scienza per il semplice gusto di acquisire conoscenze, o la conoscenza scientifica ha valore solo se possiamo applicarla per risolvere un problema specifico o migliorare le nostre vite? Questa domanda si concentra sulle differenze tra due tipi di scienza: la scienza di base e la scienza applicata.

La scienza di base o scienza “pura” cerca di espandere la conoscenza indipendentemente dall’applicazione a breve termine di quella conoscenza. Non è focalizzata sullo sviluppo di un prodotto o di un servizio di immediato valore pubblico o commerciale. L’obiettivo immediato della scienza di base è la conoscenza per il bene della conoscenza, anche se questo non significa che alla fine non possa risultare in un’applicazione.

Al contrario, la scienza applicata o “tecnologia”, mira ad usare la scienza per risolvere problemi del mondo reale, rendendo possibile, per esempio, migliorare la resa di un raccolto, trovare una cura per una particolare malattia, o salvare gli animali minacciati da un disastro naturale. Nella scienza applicata, il problema è solitamente definito per il ricercatore.

Alcuni individui possono percepire la scienza applicata come “utile” e la scienza di base come “inutile”. Una domanda che queste persone potrebbero porre a uno scienziato che sostiene l’acquisizione della conoscenza sarebbe: “A che scopo?”. Uno sguardo attento alla storia della scienza, tuttavia, rivela che la conoscenza di base ha portato a molte applicazioni notevoli di grande valore. Molti scienziati pensano che una comprensione di base della scienza sia necessaria prima di sviluppare un’applicazione; quindi, la scienza applicata si basa sui risultati generati dalla scienza di base. Altri scienziati pensano che sia tempo di abbandonare la scienza di base e di trovare invece soluzioni a problemi reali. Entrambi gli approcci sono validi. È vero che ci sono problemi che richiedono un’attenzione immediata; tuttavia, poche soluzioni sarebbero trovate senza l’aiuto della conoscenza generata dalla scienza di base.

Un esempio di come la scienza di base e quella applicata possono lavorare insieme per risolvere problemi pratici si è verificato dopo che la scoperta della struttura del DNA ha portato alla comprensione dei meccanismi molecolari che governano la replicazione del DNA. I filamenti di DNA, unici in ogni uomo, si trovano nelle nostre cellule, dove forniscono le istruzioni necessarie per la vita. Durante la replicazione del DNA, vengono fatte nuove copie del DNA, poco prima che una cellula si divida per formare nuove cellule. La comprensione dei meccanismi di replicazione del DNA ha permesso agli scienziati di sviluppare tecniche di laboratorio che sono ora utilizzate per identificare malattie genetiche, individuare individui che erano sulla scena di un crimine e determinare la paternità. Senza la scienza di base, è improbabile che la scienza applicata esista.

Figura 1. Il Progetto Genoma Umano è stato uno sforzo di collaborazione di 13 anni tra ricercatori che lavorano in diversi campi della scienza. Il progetto è stato completato nel 2003. (credit: U.S. Department of Energy Genome Programs)

Un altro esempio del legame tra la ricerca di base e quella applicata è il Progetto Genoma Umano, uno studio in cui ogni cromosoma umano è stato analizzato e mappato per determinare la sequenza precisa delle subunità del DNA e l’esatta posizione di ogni gene. (Il gene è l’unità di base dell’ereditarietà; l’insieme completo dei geni di un individuo è il suo genoma). Anche altri organismi sono stati studiati come parte di questo progetto per ottenere una migliore comprensione dei cromosomi umani. Il Progetto Genoma Umano (Figura 1) si basava sulla ricerca di base effettuata con organismi non umani e, successivamente, con il genoma umano. Un importante obiettivo finale alla fine è diventato l’utilizzo dei dati per la ricerca applicata alla ricerca di cure per le malattie geneticamente correlate.

Mentre gli sforzi di ricerca sia nella scienza di base che in quella applicata sono di solito attentamente pianificati, è importante notare che alcune scoperte sono fatte per serendipità, cioè per mezzo di un fortunato incidente o una fortunata sorpresa. La penicillina fu scoperta quando il biologo Alexander Fleming lasciò accidentalmente aperta una capsula di Petri di batteri Staphylococcus. Una muffa indesiderata crebbe, uccidendo i batteri. La muffa si rivelò essere Penicillium, e fu scoperto un nuovo antibiotico. Anche nel mondo altamente organizzato della scienza, la fortuna – se combinata con una mente curiosa e attenta – può portare a scoperte inaspettate.

Relazione del lavoro scientifico

Sia che la ricerca scientifica sia scienza di base o scienza applicata, gli scienziati devono condividere le loro scoperte per permettere ad altri ricercatori di espandersi e costruire sulle loro scoperte. La comunicazione e la collaborazione all’interno e tra le sotto-discipline della scienza sono la chiave per il progresso della conoscenza nella scienza. Per questo motivo, un aspetto importante del lavoro di uno scienziato è la diffusione dei risultati e la comunicazione con i colleghi. Gli scienziati possono condividere i risultati presentandoli in una riunione o conferenza scientifica, ma questo approccio può raggiungere solo i pochi presenti. Invece, la maggior parte degli scienziati presenta i propri risultati in articoli sottoposti a revisione paritaria che vengono pubblicati in riviste scientifiche. Gli articoli sottoposti a revisione tra pari sono articoli scientifici che vengono rivisti dai colleghi di uno scienziato, o pari. Questi colleghi sono persone qualificate, spesso esperti nella stessa area di ricerca, che giudicano se il lavoro dello scienziato è adatto o meno alla pubblicazione. Il processo di revisione tra pari aiuta a garantire che la ricerca descritta in un documento scientifico o in una proposta di sovvenzione sia originale, significativa, logica e completa. Anche le proposte di sovvenzione, che sono richieste di finanziamento della ricerca, sono soggette alla revisione tra pari. Gli scienziati pubblicano il loro lavoro in modo che altri scienziati possano riprodurre i loro esperimenti in condizioni simili o diverse per ampliare i risultati. I risultati sperimentali devono essere coerenti con i risultati di altri scienziati.

Ci sono molte riviste e la stampa popolare che non usano un sistema di revisione tra pari. Un gran numero di riviste online ad accesso aperto, riviste con articoli disponibili senza costi, sono ora disponibili, molte delle quali usano rigorosi sistemi di peer-review, ma alcune di esse non lo fanno. I risultati di qualsiasi studio pubblicato in questi forum senza peer review non sono affidabili e non dovrebbero costituire la base per altri lavori scientifici. In un’eccezione, le riviste possono permettere ad un ricercatore di citare una comunicazione personale di un altro ricercatore sui risultati non pubblicati con il permesso dell’autore citato.

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