Metódy biologického výskumu

Vedecké metódy sú v podstate postupy, akými sa zhromažďujú poznatky o študovanom predmete alebo jave:

  1. pozorovanie vychádza z pasívneho sledovania určitého predmetu alebo javu za jeho prirodzených podmienok
  2. pokus (experiment) je založený na aktívnom zasahovaní do biologického systému zmenou niektorého parametra alebo aj nastavením úplne nových podmienok, pričom sa sleduje zmena správania biologického systému oproti prirodzenému stavu

Na základe pozorovania určitého javu môžeme vysloviť domnienku - hypotézu. Aby bola nejaká hypotéza vedeckou hypotézou, musí byť jednoznačne testovateľná pomocou vedeckých metód (pozorovanie a pokus). Aby to bolo možné, hypotéza sa spravidla týka jedného javu alebo malej skupiny javov. Testovaním vedeckej hypotézy sa overí alebo vyvráti jej pravdivosť. V súčasnej vedeckej praxi je cieľom práve vyvrátiť pravdivosť určitej hypotézy, pretože jedno experimentálne potvrdenie pravdivosti hypotézy ešte neznamená jej všeobecnú platnosť, zatiaľ čo vyvrátenie pravdivosti znamená vážne spochybnenie hypotézy.

Pokiaľ je pravdivosť hypotézy potvrdená (resp. sa ju nepodarilo vyvrátiť) mnohými opakovanými pozorovaniami a experimentami a jej tvrdenie zahŕňa vzťah určitých veličín, pričom za rovnakých podmienok je jej stav rovnaký, hovoríme o vedeckom zákone. Inak povedané, vedecký zákon je jedným druhom hypotézy, ktorá je pri súčasnom stave poznatkov pravdivá a vyjadruje vzťah medzi určitými veličinami. Vedecký zákon sa dá spravidla vyjadriť matematicky, napr. Newtonov zákon vo fyzike alebo Hardy-Weinbergov zákon v biológii.

Súhrn overených vedeckých hypotéz a vedeckých zákonov sa nazýva vedecká teória. Na rozdiel od vedeckého zákona, ktorý popisuje, "ako" sa určitý fenomén za konkrétnych podmienok správa, vedecká teória vysvetľuje, "prečo" sa tak správa. Vedecká teória teda ponúka zhrnutie poznatkov o určitom jave v prírode overených mnohými experimentami a odlišuje sa tak od pojmu "teória" v bežnom živote, ktorý vyjadruje istú mieru neurčitosti.

Modelové organizmy

V mnohých prípadoch nie je nevyhnutné (alebo možné) študovať všetky organizmy do detailov. Ani človeka nemožno študovať klasickými experimentálnymi biologickými metódami, pretože to zakazujú etické princípy.

Modelové organizmy predstavujú také organizmy, ktorých štúdium je možné do istej miery zovšeobecniť pre celú študovanú skupinu organizmov. Štúdiom modelových organizmov teda nezískavame len vedomosti o jednom organizme, ale o celej skupine organizmov alebo dokonca o nás samotných.

Najčastejšími modelovými organizmami sú:

  • v mikrobiológii sú to črevná palička (baktéria Escherichia coli), kvasinky, črievička (rod Paramaecium)
  • z rastlín arábovka (Arabidopsis), hrach, pšenica, kukurica
  • zo živočíchov drozofily, hlodavce (myši, potkany, morčatá), psy a šimpanzy