Biology for Non-Majors I

De wetenschappelijke gemeenschap debatteert al enkele decennia over de waarde van verschillende soorten wetenschap. Is het waardevol om wetenschap te bedrijven alleen omwille van het vergaren van kennis, of heeft wetenschappelijke kennis alleen waarde als we deze kunnen toepassen om een specifiek probleem op te lossen of ons leven te verbeteren? Deze vraag richt zich op de verschillen tussen twee soorten wetenschap: basiswetenschap en toegepaste wetenschap.

Basiswetenschap of “zuivere” wetenschap streeft naar uitbreiding van kennis, ongeacht de toepassing van die kennis op korte termijn. Zij is niet gericht op de ontwikkeling van een product of een dienst met onmiddellijke publieke of commerciële waarde. Het onmiddellijke doel van basiswetenschap is kennis omwille van de kennis, hoewel dit niet betekent dat het uiteindelijk niet tot een toepassing kan leiden.

De toegepaste wetenschap of “technologie” daarentegen heeft tot doel wetenschap te gebruiken om reële problemen op te lossen, waardoor het bijvoorbeeld mogelijk wordt de opbrengst van een gewas te verbeteren, een geneesmiddel voor een bepaalde ziekte te vinden, of dieren te redden die door een natuurramp worden bedreigd. Bij toegepaste wetenschap wordt het probleem gewoonlijk voor de onderzoeker gedefinieerd.

Sommige personen kunnen toegepaste wetenschap als “nuttig” en fundamentele wetenschap als “nutteloos” beschouwen. Een vraag die deze mensen zouden kunnen stellen aan een wetenschapper die pleit voor kennisverwerving zou zijn: “Waarvoor?” Een zorgvuldige blik op de geschiedenis van de wetenschap laat echter zien dat fundamentele kennis heeft geleid tot vele opmerkelijke toepassingen van grote waarde. Veel wetenschappers denken dat een fundamenteel begrip van de wetenschap noodzakelijk is voordat een toepassing wordt ontwikkeld; daarom steunt de toegepaste wetenschap op de resultaten die door de fundamentele wetenschap worden gegenereerd. Andere wetenschappers menen dat het tijd is om af te stappen van de fundamentele wetenschap en in plaats daarvan oplossingen te zoeken voor concrete problemen. Beide benaderingen zijn geldig. Het is waar dat er problemen zijn die onmiddellijke aandacht vereisen; er zouden echter maar weinig oplossingen worden gevonden zonder de hulp van de kennis die door de basiswetenschap is gegenereerd.

Een voorbeeld van hoe basis- en toegepaste wetenschap kunnen samenwerken om praktische problemen op te lossen deed zich voor nadat de ontdekking van de DNA-structuur leidde tot een begrip van de moleculaire mechanismen die de DNA-replicatie regelen. DNA-strengen, uniek in elk mens, worden aangetroffen in onze cellen, waar zij de voor het leven noodzakelijke instructies verschaffen. Tijdens de DNA-replicatie worden nieuwe kopieën van het DNA gemaakt, kort voordat een cel zich deelt om nieuwe cellen te vormen. Inzicht in de mechanismen van DNA-replicatie stelde wetenschappers in staat laboratoriumtechnieken te ontwikkelen die nu worden gebruikt om genetische ziekten te identificeren, personen aan te wijzen die zich op de plaats van een misdrijf bevonden, en het vaderschap vast te stellen. Zonder fundamentele wetenschap is het onwaarschijnlijk dat toegepaste wetenschap zou bestaan.

Figuur 1. Het Human Genome Project was een 13 jaar durend samenwerkingsproject tussen onderzoekers die op verschillende wetenschappelijke gebieden werkzaam waren. Het project werd in 2003 voltooid. (credit: U.S. Department of Energy Genome Programs)

Een ander voorbeeld van de koppeling tussen fundamenteel en toegepast onderzoek is het Menselijk Genoom Project, een studie waarbij elk menselijk chromosoom werd geanalyseerd en in kaart gebracht om de precieze volgorde van DNA-subeenheden en de exacte locatie van elk gen te bepalen. (Het gen is de basiseenheid van de erfelijkheid; de volledige verzameling genen van een individu is zijn of haar genoom). In het kader van dit project zijn ook andere organismen bestudeerd om een beter inzicht te krijgen in de menselijke chromosomen. Het Menselijk Genoomproject (figuur 1) berustte op fundamenteel onderzoek met niet-menselijke organismen en, later, met het menselijk genoom. Een belangrijk einddoel werd uiteindelijk het gebruik van de gegevens voor toegepast onderzoek om genezing te zoeken voor genetisch gerelateerde ziekten.

Hoewel onderzoeksinspanningen in zowel de basiswetenschap als de toegepaste wetenschap gewoonlijk zorgvuldig worden gepland, is het belangrijk op te merken dat sommige ontdekkingen worden gedaan door serendipiteit, dat wil zeggen door middel van een gelukkig toeval of een gelukkige verrassing. Penicilline werd ontdekt toen bioloog Alexander Fleming per ongeluk een petrischaaltje met Staphylococcus-bacteriën open liet staan. Er groeide een ongewenste schimmel die de bacteriën doodde. De schimmel bleek Penicillium te zijn, en een nieuw antibioticum was ontdekt. Zelfs in de zeer georganiseerde wereld van de wetenschap kan geluk – in combinatie met een oplettende, nieuwsgierige geest – tot onverwachte doorbraken leiden.

Reporting Scientific Work

Of wetenschappelijk onderzoek nu fundamenteel of toegepast wetenschappelijk is, wetenschappers moeten hun bevindingen delen zodat andere onderzoekers hun ontdekkingen kunnen uitbreiden en erop voortbouwen. Communicatie en samenwerking binnen en tussen subwetenschappelijke disciplines zijn de sleutel tot de vooruitgang van de kennis in de wetenschap. Daarom is een belangrijk aspect van het werk van een wetenschapper het verspreiden van resultaten en het communiceren met vakgenoten. Wetenschappers kunnen hun resultaten delen door ze voor te stellen op een wetenschappelijke bijeenkomst of conferentie, maar deze aanpak kan slechts een beperkt aantal aanwezigen bereiken. In plaats daarvan presenteren de meeste wetenschappers hun resultaten in peer-reviewed artikelen die worden gepubliceerd in wetenschappelijke tijdschriften. Peer-reviewed artikelen zijn wetenschappelijke artikelen die worden beoordeeld door collega’s van een wetenschapper, of peers. Deze collega’s zijn gekwalificeerde personen, vaak deskundigen op hetzelfde onderzoeksgebied, die oordelen of het werk van de wetenschapper al dan niet geschikt is voor publicatie. Het proces van peer review helpt ervoor te zorgen dat het onderzoek dat in een wetenschappelijk artikel of subsidievoorstel wordt beschreven, origineel, significant, logisch en grondig is. Subsidievoorstellen, dat wil zeggen verzoeken om onderzoeksfinanciering, worden ook aan peer review onderworpen. Wetenschappers publiceren hun werk zodat andere wetenschappers hun experimenten onder soortgelijke of andere omstandigheden kunnen reproduceren om de bevindingen uit te breiden. De experimentele resultaten moeten consistent zijn met de bevindingen van andere wetenschappers.

Er zijn veel tijdschriften en de populaire pers die geen peer-review systeem gebruiken. Er is nu een groot aantal online open-access tijdschriften, tijdschriften met artikelen die zonder kosten beschikbaar zijn, waarvan vele een rigoureus peer-review systeem gebruiken, maar sommige ook niet. De resultaten van studies die zonder peer review in deze fora worden gepubliceerd, zijn niet betrouwbaar en mogen niet de basis vormen voor ander wetenschappelijk werk. Een uitzondering hierop is dat tijdschriften kunnen toestaan dat een onderzoeker een persoonlijke mededeling van een andere onderzoeker over ongepubliceerde resultaten citeert met toestemming van de geciteerde auteur.

Bijdragen!

Verbeter deze paginaLees meer