La importancia de conocer la historia de los modelos científicos

Por Natalia Ospina Quintero

La complejidad de enseñar ciencias en la universidad trae como consecuencia una marcada preocupación por encontrar estrategias que den respuesta al cómo; es decir, a las acciones metodológicas que permitirían la recepción correcta de un mensaje abstracto, como son los conceptos y modelos científicos. Lo cierto es que no existen herramientas que por sí solas garanticen esa correcta recepción, y aunque los métodos y recursos que se usan para enseñar son muy importantes, se debería analizar primero el qué se está enseñando.

En una investigación llevada a cabo en el marco de la enseñanza universitaria se evidenció la importancia de empezar con un cambio de paradigma en este sentido: el recorte conceptual, esto es, los contenidos y el orden en el que se trabajan, aunado a la manera como se presentan en los libros de texto tradicionales desconocen de dónde provienen las ideas que se suelen tomar como una lección terminada e incuestionable, sin contexto ni origen histórico aparente al enseñarlos. Más preocupante aún es que son construidas de manera lineal, determinista, bajo un camino sin altibajos ni dificultades, casi siempre dando por sentado que detrás de cualquier experimento o formulación de un modelo científico se encuentran personas que cargan de teoría y práctica su trabajo.

Si bien los profesores de ciencia no tendrían que ser también de historia, mostrar el origen errático, creativo y humano de algunos modelos científicos sí ayudaría a propiciar el pensamiento crítico y reflexivo en quien está aprendiendo, ya que desmitifica la imagen de la ciencia vista como definiciones a ser memorizadas para repetir en la lección, y así continuar en el curso de completar la carrera.

La investigación
La investigación presenta evidencias sobre obstáculos epistemológicos de varios modelos biológicos. Se convocaron estudiantes que desconocían contenidos de Biología Celular y después estudiantes avanzados de profesorados en Biología y Química. Todos entraron en contacto con un videojuego educativo ambientado en un modelo de célula 3D, como dispositivo didáctico mediador, y completaron entrevistas y cuestionarios validados para identificar sus aprendizajes e ideas epistemológicas frente a estos modelos científicos.

En ambos grupos se evidenció una marcada tendencia a pensar en esos conocimientos como las “descripciones fehacientes” de una realidad mediada por instrumentos como el microscopio. Además, en ideas reduccionistas que desconocían la variedad celular que hay en los tejidos y está ampliamente vinculada con la función.

¿Cuál es el origen de estas ideas tan marcadas? En las etapas siguientes de la investigación se analizaron los textos universitarios más frecuentemente usados, con énfasis en los modelos con mayor cantidad de dificultades identificadas: célula, lisosomas y endocitosis, y mitocondrias y síntesis de ATP (adenosín trifosfato). Luego se reconstruyó la formulación histórica de los modelos, partiendo de los artículos científicos originales, los primeros libros de enseñanza universitaria en los que aparecieron y entrevistas a los científicos, entre otros formatos de información.

“Si bien los profesores de ciencia no tendrían que ser también de historia, mostrar el origen errático, creativo y humano de algunos modelos científicos sí ayudaría a propiciar el pensamiento crítico y reflexivo en quien está aprendiendo”.

Un organelo no buscado
Una de esas versiones comprimidas es la historia de que los organelos de la célula no se “descubrieron” únicamente desde la observación sistemática con microscopio. El relato se ubica a mediados del siglo XX, cuando el científico Christian De Duve y su equipo plantearon un estudio de las enzimas (moléculas que ayudan a que se den procesos bioquímicos, por ejemplo, rompiendo otras moléculas) presentes en el hígado.

El interés era dar alguna respuesta acerca de los mecanismos de la diabetes. Todo parecía resuelto, ya que para la época estaba en auge un protocolo validado y muy popular en los laboratorios: centrifugar y analizar el tejido hepático en diferentes fracciones, con una composición enzimática esperada.

¿El resultado? Una de las enzimas que se esperaba en una de las fracciones no mostró actividad, por lo que se la bautizó “la enzima perdida”. El equipo no descartó esas fracciones, sino que fueron almacenadas en el refrigerador para hacerle posteriores pruebas que, al cabo de unos días, mostraron la presencia de la enzima.

Ese hecho hizo replantear el objetivo de toda la investigación. De Duve y su equipo se preguntaron si en los primeros ensayos aquella molécula estaba protegida por un recubrimiento que se hubiera roto con el congelamiento. En pruebas posteriores con otras formas mecánicas de rompimiento (como una centrifugación más agresiva) conllevaron a identificar al organelo lisosoma, que, a grandes rasgos, es una bolsita membranosa llena de diferentes tipos de enzimas líticas.

Años más tarde, el equipo De Duve se asoció con grupos de investigación que tenían microscopios electrónicos para realizar observaciones sistemáticas de lisosomas. Dado que la microscopía electrónica no detecta contenidos químicos de nivel de moléculas enzimáticas, la detección de cortes de estructuras de contorno membranoso no permitía ser interpretada como orgánulos independientes con contenidos de poderosa acción enzimática lítica. La predicción bioquímica de encontrar estas entidades debió ser confirmada mediante búsquedas ad hoc por microscopía electrónica.

“Una de esas versiones comprimidas es la historia de que los organelos de la célula no se ‘descubrieron’ únicamente desde la observación sistemática con microscopio”.

**Este artículo se basa en la tesis doctoral (2019) de la profesora Natalia Ospina Quintero: “Estudio didáctico epistemológico sobre la enseñanza y el aprendizaje de temas de Biología Celular y Química Biológica, parte A: estudios con la mediación de un videojuego ambientado en una célula 3D; parte B: análisis de obstáculos comunicacionales en el procesamiento de la información de un texto sobre desnaturalización proteica” (Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales).