1.1 Vísindi líffræðinnar

Hæfniviðmið

Í lok þessa hluta getur þú gert eftirfarandi:

• Greint sameiginleg einkenni náttúruvísinda
• Tekið saman skref vísindalegu aðferðarinnar
• Borið saman aðleiðslu og afleiðslu
• Lýst markmiðum grunnvísinda og hagnýtra vísinda

Ferli vísinda

Líffræði er vísindagrein, en hvað eru vísindi nákvæmlega? Hvað á nám í líffræði sameiginlegt með öðrum vísindagreinum? Við getum skilgreint vísindi (úr latneska orðinu scientia, sem þýðir „þekking“) sem þekkingu sem nær yfir almenn sannindi eða virkni almennra lögmála, einkum þegar hennar er aflað og hún prófuð með vísindalegri aðferð. Af þessari skilgreiningu sést að vísindalega aðferðin gegnir mikilvægu hlutverki í vísindum. Vísindalega aðferðin er rannsóknaraðferð með skilgreindum skrefum sem fela í sér tilraunir og nákvæma athugun.

Við munum skoða skref vísindalegu aðferðarinnar nánar síðar, en einn mikilvægasti þáttur hennar er prófun tilgáta með endurtakanlegum tilraunum. Tilgáta er tillaga að skýringu á atburði sem hægt er að prófa. Þótt vísindalega aðferðin sé grundvallaratriði í vísindum nægir hún ekki ein og sér til að ákvarða hvað telst til vísinda. Ástæðan er sú að tiltölulega auðvelt er að beita vísindalegu aðferðinni í greinum eins og eðlisfræði og efnafræði, en í greinum á borð við fornleifafræði, sálfræði og jarðfræði verður aðferðin síður beint nothæf vegna þess að erfiðara er að endurtaka tilraunir.

Þessi fræðasvið eru þó enn vísindi. Hugleiddu fornleifafræði: jafnvel þótt ekki sé hægt að framkvæma endurtakanlegar tilraunir er samt hægt að styðja tilgátur. Til dæmis geta fornleifafræðingar sett fram tilgátu um að forn menning hafi verið til á tilteknu svæði út frá leirkerabroti sem fannst þar. Þeir geta sett fram frekari tilgátur um ýmis einkenni þessarar menningar, og þær geta reynst réttar eða rangar þegar fleiri fundir styðja þær eða ganga gegn þeim. Tilgáta getur orðið að staðfestri kenningu. Kenning er prófuð og staðfest skýring á athugunum eða fyrirbærum. Þess vegna getur verið betra að skilgreina vísindi sem fræðasvið sem leitast við að skilja eðli alheimsins.

Náttúruvísindi

Hvað myndir þú búast við að sjá á náttúruvísindasafni? Froska? Plöntur? Risaeðlubeinagrindur? Sýningar um starfsemi heilans? Stjörnuver? Gimsteina og steinefni? Kannski allt þetta? Vísindi ná yfir fjölbreytt svið á borð við stjörnufræði, líffræði, tölvunarfræði, jarðfræði, rökfræði, eðlisfræði, efnafræði og stærðfræði (mynd 1.4). Þau svið vísinda sem tengjast efnisheiminum, fyrirbærum hans og ferlum teljast þó til náttúruvísinda. Þannig gæti náttúruvísindasafn innihaldið eitthvað af öllu því sem talið er upp hér að ofan.

Ekki ríkir þó fullkomið samkomulag um hvað náttúruvísindi fela í sér. Sumir sérfræðingar telja náttúruvísindi ná yfir stjörnufræði, líffræði, efnafræði, jarðvísindi og eðlisfræði. Aðrir fræðimenn kjósa að skipta náttúruvísindum í lífvísindi, sem rannsaka lifandi verur og fela í sér líffræði, og eðlisvísindi, sem rannsaka lífvana efni og fela í sér stjörnufræði, jarðfræði, eðlisfræði og efnafræði. Sumar greinar, til dæmis lífeðlisfræði og lífefnafræði, byggja bæði á lífvísindum og eðlisvísindum og eru þverfaglegar. Sumir kalla náttúruvísindi „hörð vísindi“ vegna þess að þau treysta á megindleg gögn. Félagsvísindi, sem rannsaka samfélag og mannlega hegðun, nota oftar eigindlegt mat til að draga ályktanir í rannsóknum.

Það kemur ekki á óvart að náttúruvísindagreinin líffræði hefur margar greinar eða undirgreinar. Frumulíffræðingar rannsaka byggingu og virkni frumna, en líffræðingar sem rannsaka líffærafræði kanna byggingu heillar lífveru. Þeir líffræðingar sem rannsaka lífeðlisfræði einbeita sér hins vegar að innri starfsemi lífveru. Sum svið líffræði einbeita sér aðeins að tilteknum tegundum lifandi vera. Til dæmis rannsaka grasafræðingar plöntur, en dýrafræðingar sérhæfa sig í dýrum.

Vísindaleg röksemdafærsla

Eitt er sameiginlegt öllum greinum vísinda: lokamarkmiðið er að öðlast þekkingu. Forvitni og spurningar eru drifkraftar þróunar vísinda. Vísindamenn leitast við að skilja heiminn og hvernig hann virkar. Til þess nota þeir tvær aðferðir rökréttrar hugsunar: aðleiðslu og afleiðslu.

Aðleiðsla er form rökréttrar hugsunar sem notar tengdar athuganir til að komast að almennri niðurstöðu. Þessi tegund röksemdafærslu er algeng í lýsandi vísindum. Lífvísindamaður, til dæmis líffræðingur, gerir athuganir og skráir þær. Gögnin geta verið eigindleg eða megindleg og bæta má frumgögnin með teikningum, myndum, ljósmyndum eða myndböndum. Úr mörgum athugunum getur vísindamaðurinn dregið ályktanir (aðleiðslur) sem byggjast á sönnunargögnum. Aðleiðsla felur í sér að móta alhæfingar út frá nákvæmri athugun og greiningu á miklu magni gagna. Heilarannsóknir eru dæmi um þetta. Í slíkum rannsóknum fylgjast vísindamenn með mörgum lifandi heilum á meðan fólk tekur þátt í tiltekinni starfsemi, svo sem að skoða myndir af mat. Vísindamaðurinn spáir því síðan að sá hluti heilans sem „lýsist upp“ við þessa starfsemi sé sá hluti sem stjórnar viðbrögðum við völdu áreiti, í þessu tilviki myndum af mat. Óhófleg upptaka virkra svæða heilans á geislavirkum sykurafleiðum veldur því að hin ýmsu svæði „lýsast upp“. Vísindamenn nota skanna til að fylgjast með aukningunni í geislavirkni sem af þessu hlýst. Síðan geta rannsakendur örvað þann hluta heilans til að sjá hvort svipuð viðbrögð komi fram.

Afleiðsla er sú tegund rökfræði sem notuð er í tilgátudrifnum vísindum. Í afleiðslu hreyfist hugsunarmynstrið í öfuga átt miðað við aðleiðslu. Afleiðsla er form rökréttrar hugsunar sem notar almennt lögmál eða reglu til að spá fyrir um sérstakar niðurstöður. Úr þessum almennu lögmálum getur vísindamaður leitt út og spáð fyrir um sérstakar niðurstöður sem væru gildar svo lengi sem almennu lögmálin eru gild. Rannsóknir á loftslagsbreytingum geta lýst þessari tegund röksemdafærslu. Til dæmis gætu vísindamenn spáð því að ef loftslag hlýnar á tilteknu svæði, þá ætti útbreiðsla plantna og dýra að breytast.

Báðar tegundir rökréttrar hugsunar tengjast tveimur meginleiðum vísindalegra rannsókna: lýsandi vísindum og tilgátudrifnum vísindum. Lýsandi vísindi (eða uppgötvunarvísindi), sem eru venjulega byggð á aðleiðslu, miða að því að fylgjast með, kanna og uppgötva. Tilgátudrifin vísindi, sem eru venjulega byggð á afleiðslu, byrja með ákveðna spurningu eða vandamál og mögulegt svar eða lausn sem hægt er að prófa. Mörkin milli þessara tveggja rannsóknarforma eru oft óljós og flest vísindastarf sameinar báðar nálganir. Óljósu mörkin verða augljós þegar hugsað er um hversu auðveldlega athugun getur leitt til sértækra spurninga. Til dæmis tók maður nokkur eftir því á fimmta áratugnum að krókfræ sem festust við föt hans og feld hundsins hans höfðu örsmáa króka. Við nánari skoðun uppgötvaði hann að krókabygging fræjanna festist áreiðanlegar en rennilás. Hann gerði að lokum tilraunir til að finna besta efnið sem virkaði á svipaðan hátt og þróaði franskan rennilás sem er þekktur í dag sem Velcro. Lýsandi vísindi og tilgátudrifin vísindi eru í stöðugu samtali.

Vísindalega aðferðin

Líffræðingar rannsaka lifandi heiminn með því að spyrja spurninga um hann og leita vísindalegra svara. Þessi nálgun, sem kallast vísindalega aðferðin, er einnig algeng í öðrum vísindum. Vísindalega aðferðin var notuð jafnvel í fornöld, en Englendingurinn Sir Francis Bacon (1561–1626) skrásetti hana fyrstur (mynd 1.5). Hann setti upp aðleiðsluaðferðir fyrir vísindalegar rannsóknir. Vísindalega aðferðin er ekki aðeins notuð af líffræðingum; rannsakendur frá næstum öllum fræðasviðum geta beitt henni sem rökréttri aðferð til lausnar vandamála.

Vísindaferlið hefst venjulega með athugun (oft vandamáli sem þarf að leysa) sem leiðir til spurningar. Hugsum okkur einfalt vandamál sem byrjar með athugun og beitum vísindalegu aðferðinni til að leysa vandamálið. Einn mánudagsmorgun kemur nemandi í tíma og uppgötvar fljótt að kennslustofan er of heit. Það er athugun sem lýsir einnig vandamáli: kennslustofan er of heit. Nemandinn spyr síðan spurningar: „Af hverju er kennslustofan svona heit?“

Að setja fram tilgátu

Mundu að tilgáta er tillaga að skýringu sem hægt er að prófa. Til að leysa vandamál getur maður sett fram nokkrar tilgátur. Til dæmis gæti ein tilgáta verið: „Kennslustofan er heit vegna þess að enginn kveikti á loftkælingunni.“ Hins vegar gætu verið önnur svör við spurningunni og því má setja fram aðrar tilgátur. Önnur tilgáta gæti verið: „Kennslustofan er heit vegna þess að það er rafmagnsleysi og því virkar loftkælingin ekki.“

Þegar búið er að velja tilgátu getur nemandinn sett fram spá. Spá er svipuð tilgátu en hún hefur venjulega sniðið „Ef ... þá ...“. Til dæmis gæti spáin fyrir fyrstu tilgátuna verið: „Ef nemandinn kveikir á loftkælingunni, þá verður kennslustofan ekki lengur of heit.“

Að prófa tilgátu

Gild tilgáta verður að vera prófanleg. Hún ætti einnig að vera hrekjanleg, sem þýðir að niðurstöður tilrauna geta afsannað hana. Mikilvægt er að í vísindum er ekki sagt að neitt sé endanlega „sannað“, vegna þess að vísindalegur skilningur getur alltaf breyst þegar nýjar upplýsingar koma fram. Þetta skref, að vera opinn fyrir því að hugmyndir séu afsannaðar, er það sem aðgreinir vísindi frá því sem ekki telst til vísinda. Tilvist yfirnáttúrulegra afla er til dæmis hvorki prófanleg né hrekjanleg. Til að prófa tilgátu framkvæmir rannsakandi eina eða fleiri tilraunir sem eru hannaðar til að útiloka eina eða fleiri tilgátur. Hver tilraun hefur eina eða fleiri breytur og eitt eða fleiri viðmið. Breyta er sá hluti tilraunarinnar sem getur verið breytilegur eða breyst meðan á tilrauninni stendur. Viðmiðunarhópurinn hefur alla eiginleika tilraunahópsins nema að hann fær ekki þá meðhöndlun sem rannsakandinn setur fram tilgátu um. Ef niðurstöður tilraunahópsins eru frábrugðnar niðurstöðum viðmiðunarhópsins hlýtur munurinn því að stafa af tilgátubundnu meðhöndluninni frekar en einhverjum utanaðkomandi þætti. Leitaðu að breytum og viðmiðum í dæmunum sem fylgja. Til að prófa fyrstu tilgátuna myndi nemandinn athuga hvort kveikt sé á loftkælingunni. Ef kveikt er á loftkælingunni en hún virkar ekki hlýtur önnur ástæða að liggja að baki og nemandinn ætti að hafna þessari tilgátu. Til að prófa aðra tilgátuna gæti nemandinn athugað hvort ljósin í kennslustofunni virki. Ef svo er, er ekkert rafmagnsleysi og nemandinn ætti að hafna þessari tilgátu. Nemendur ættu að prófa hverja tilgátu með því að framkvæma viðeigandi tilraunir. Hafðu í huga að það að hafna einni tilgátu ákvarðar ekki hvort hægt sé að samþykkja aðrar tilgátur. Það útilokar einfaldlega eina tilgátu sem er ekki gild (mynd 1.6). Með vísindalegu aðferðinni hafnar nemandinn þeim tilgátum sem samræmast ekki tilraunagögnum.

Þó að þetta dæmi um „heita kennslustofu“ byggist á niðurstöðum athugana, gætu aðrar tilgátur og tilraunir haft skýrari viðmið. Til dæmis gæti nemandi mætt í tíma á mánudegi og áttað sig á því að hún átti erfitt með að einbeita sér að fyrirlestrinum. Ein athugun til að útskýra þetta atvik gæti verið: „Þegar ég borða morgunmat fyrir tíma á ég auðveldara með að fylgjast með.“ Nemandinn gæti þá hannað tilraun með viðmiði til að prófa þessa tilgátu.

Sjónræn tenging

Í dæminu hér að neðan er vísindalega aðferðin notuð til að leysa hversdagslegt vandamál. Pörðu skref vísindalegu aðferðarinnar (tölusett atriði) við ferlið við að leysa hversdagslega vandamálið (bókstafaatriði). Er tilgátan rétt miðað við niðurstöður tilraunarinnar? Ef hún er röng skaltu setja fram nokkrar aðrar tilgátur.

Sjónræn tenging

Ákvarðaðu hvort hvert eftirfarandi dæmi sýni aðleiðslu eða afleiðslu.

• Allir fljúgandi fuglar og skordýr hafa vængi. Fuglar og skordýr blaka vængjunum þegar þau hreyfa sig í gegnum loftið. Þess vegna gera vængir flug mögulegt.
• Skordýr lifa almennt betur af milda vetur en harða. Þess vegna verða skordýraplágur meiri vandi ef hitastig jarðar hækkar.
• Litningar, sem bera DNA, dreifast jafnt milli dótturfrumna við frumuskiptingu. Þess vegna hefur hver dótturfruma sama litningasett og móðurfruman.
• Dýr eins ólík og menn, skordýr og úlfar sýna öll félagslega hegðun. Þess vegna hlýtur félagsleg hegðun að hafa þróunarfræðilegan ávinning.

Vísindalega aðferðin kann að virðast of ósveigjanleg og skipulögð. Mikilvægt er að hafa í huga að þótt vísindamenn fylgi oft þessari röð er sveigjanleiki til staðar. Stundum leiðir tilraun til niðurstaðna sem styðja breytta nálgun. Oft leiðir tilraun til alveg nýrra vísindalegra spurninga. Margoft virka vísindi ekki á línulegan hátt. Þess í stað draga vísindamenn stöðugt ályktanir og gera alhæfingar, og finna mynstur eftir því sem rannsóknum þeirra vindur fram. Vísindaleg röksemdafærsla er flóknari en vísindalega aðferðin ein og sér gefur til kynna. Taktu líka eftir því að við getum beitt vísindalegu aðferðinni til að leysa vandamál sem eru ekki endilega vísindalegs eðlis.

Tvær tegundir vísinda: Grunnvísindi og hagnýt vísindi

Vísindasamfélagið hefur deilt síðustu áratugi um gildi mismunandi tegunda vísinda. Er verðmætt að stunda vísindi einfaldlega til að afla þekkingar, eða hefur vísindaleg þekking aðeins gildi ef við getum nýtt hana til að leysa ákveðið vandamál eða bæta líf okkar? Þessi spurning beinist að muninum á tveimur tegundum vísinda: grunnvísindum og hagnýtum vísindum.

Grunnvísindi eða „hrein“ vísindi leitast við að auka þekkingu óháð skammtímanotkun hennar. Þau einblína ekki á að þróa vöru eða þjónustu sem hefur strax almennt eða viðskiptalegt gildi. Beint markmið grunnvísinda er þekkingar hennar sjálfrar vegna, þó að það þýði ekki að þau geti ekki að lokum leitt til hagnýtrar notkunar.

Hins vegar miða hagnýt vísindi eða „tækni“ að því að nota vísindi til að leysa raunveruleg vandamál, sem gerir það til dæmis mögulegt að bæta uppskeru, finna lækningu við tilteknum sjúkdómi eða bjarga dýrum sem ógnað er af náttúruhamförum (mynd 1.8). Í hagnýtum vísindum er vandamálið venjulega skilgreint fyrir rannsakandann.

Sumir einstaklingar kunna að líta á hagnýt vísindi sem „gagnleg“ og grunnvísindi sem „gagnlaus“. Spurning sem þetta fólk gæti lagt fyrir vísindamann sem talar fyrir öflun þekkingar væri: „Til hvers?“ Hins vegar leiðir nákvæm skoðun á sögu vísinda í ljós að grunnþekking hefur leitt til margra merkilegra hagnýtinga sem hafa mikið gildi. Margir vísindamenn telja að grunnskilningur á vísindum sé nauðsynlegur áður en rannsakendur þróa hagnýtingu, þess vegna treysta hagnýt vísindi á niðurstöður sem rannsakendur afla með grunnvísindum. Aðrir vísindamenn telja að tími sé kominn til að halda áfram frá grunnvísindum til að finna lausnir á raunverulegum vandamálum. Báðar nálganir eru gildar. Það er satt að það eru vandamál sem krefjast tafarlausrar athygli; hins vegar myndu vísindamenn finna fáar lausnir án hjálpar þess víðtæka þekkingargrunns sem grunnvísindi skapa.

Eitt dæmi um hvernig grunnvísindi og hagnýt vísindi geta unnið saman að því að leysa hagnýt vandamál kom fram eftir að uppgötvun á byggingu DNA leiddi til skilnings á sameindaferlum sem stjórna eftirmyndun DNA. DNA-þræðir, sem eru einstakir í hverjum manni, eru í frumum okkar og geyma þær leiðbeiningar sem eru nauðsynlegar fyrir líf. Þegar DNA eftirmyndast myndar það ný afrit af sjálfu sér stuttu áður en fruma skiptir sér. Skilningur á eftirmyndunarferlum DNA gerði vísindamönnum kleift að þróa rannsóknarstofutækni sem rannsakendur nota nú til að greina erfðasjúkdóma, finna einstaklinga sem voru á vettvangi glæps og ákvarða faðerni. Án grunnvísinda er ólíklegt að hagnýt vísindi gætu verið til.

Annað dæmi um tengslin milli grunnrannsókna og hagnýtra rannsókna er Mannamengisverkefnið (Human Genome Project), rannsókn þar sem rannsakendur greindu og kortlögðu hvern litning mannsins til að ákvarða nákvæma röð undireininga DNA og nákvæma staðsetningu hvers gens. Gen er grunneining erfða og er táknað með tilteknum DNA-bút sem kóðar fyrir virka sameind. Heildarsafn gena einstaklings er erfðamengi hans. Rannsakendur hafa rannsakað aðrar minna flóknar lífverur sem hluta af þessu verkefni til að öðlast betri skilning á litningum manna. Mannamengisverkefnið (mynd 1.9) byggði á grunnrannsóknum með einföldum lífverum og síðar með erfðamengi mannsins. Mikilvægt lokamarkmið varð að lokum að nota gögnin til hagnýtra rannsókna, í leit að lækningum og snemmbúinni greiningu á erfðatengdum sjúkdómum.

Miðlun vísindalegra niðurstaðna

Hvort sem vísindarannsóknir eru grunnvísindi eða hagnýt vísindi verða vísindamenn að deila niðurstöðum sínum svo aðrir rannsakendur geti aukið við og byggt ofan á uppgötvanir þeirra. Samvinna við aðra vísindamenn, við skipulagningu, framkvæmd og greiningu niðurstaðna, er mikilvæg fyrir vísindarannsóknir. Af þessari ástæðu eru samskipti við starfsbræður og miðlun niðurstaðna til þeirra mikilvægir þættir í starfi vísindamanns. Vísindamenn geta deilt niðurstöðum með því að kynna þær á vísindafundi eða ráðstefnu, en sú leið nær aðeins til þeirra fáu sem eru viðstaddir. Í staðinn kynna flestir vísindamenn niðurstöður sínar í ritrýndum handritum sem birt eru í vísindatímaritum. Ritrýnd handrit eru vísindagreinar sem starfsbræður eða jafningjar vísindamannsins fara yfir. Þessir starfsbræður eru hæfir einstaklingar, oft sérfræðingar á sama rannsóknarsviði, sem dæma hvort verk vísindamannsins sé hæft til birtingar. Ritrýniferlið hjálpar til við að tryggja að rannsóknin í vísindagrein eða styrkumsókn sé frumleg, mikilvæg, rökrétt og ítarleg. Styrkumsóknir, sem eru beiðnir um rannsóknarfé, eru einnig háðar ritrýni. Vísindamenn birta verk sín svo aðrir vísindamenn geti endurtekið tilraunir þeirra við svipuð eða önnur skilyrði til að auka við niðurstöðurnar.

Vísindagrein er mjög ólík skapandi skrifum. Þó að sköpunargáfu sé krafist til að hanna tilraunir, gilda fastar reglur þegar kemur að því að kynna vísindalegar niðurstöður. Í fyrsta lagi verða vísindaskrif að vera stutt, hnitmiðuð og nákvæm. Vísindagrein þarf að vera gagnorð en nógu ítarleg til að gera jafningjum kleift að endurtaka tilraunirnar.

Vísindagreinin samanstendur af nokkrum sérstökum hlutum: inngangi, efni og aðferðum, niðurstöðum og umræðu. Þessi uppbygging er stundum kölluð IMRaD-snið. Venjulega eru einnig þakkir og heimildaskrá ásamt útdrætti (stuttri samantekt) í upphafi greinarinnar. Fleiri hlutar geta bæst við eftir tegund greinarinnar og tímaritinu þar sem hún verður birt. Til dæmis krefjast sumar yfirlitsgreinar efnisyfirlits.

Inngangurinn byrjar á stuttum, en víðtækum, bakgrunnsupplýsingum um það sem vitað er á sviðinu. Góður inngangur gefur einnig rökstuðning fyrir rannsókninni. Hann réttlætir verkið sem unnið var og nefnir einnig stuttlega markmið greinarinnar, þar sem rannsakandinn kynnir tilgátuna eða rannsóknarspurninguna sem knýr rannsóknina áfram. Inngangurinn vísar til útgefinna vísindaverka annarra og krefst því tilvísana samkvæmt stíl tímaritsins. Að nota verk eða hugmyndir annarra án viðeigandi tilvísunar er ritstuldur.

Hlutinn um efni og aðferðir inniheldur fullkomna og nákvæma lýsingu á þeim efnum sem rannsakendurnir nota, og aðferðinni og tækninni sem þeir nota til að safna gögnum. Lýsingin ætti að vera nógu ítarleg til að gera öðrum rannsakanda kleift að endurtaka tilraunina og fá svipaðar niðurstöður, en hún þarf ekki að vera langorð. Þessi hluti mun einnig innihalda upplýsingar um hvernig rannsakendurnir framkvæmdu mælingar og tegundir útreikninga og tölfræðilegra greininga sem þeir notuðu til að skoða frumgögn. Þó að hlutinn um efni og aðferðir gefi nákvæma lýsingu á tilraununum, ræðir hann þær ekki.

Sum tímarit krefjast niðurstöðukafla sem fylgt er eftir með umræðukafla, en algengara er að sameina báða. Ef tímaritið leyfir ekki að sameina báða kaflana segir niðurstöðukaflinn einfaldlega frá niðurstöðunum án frekari túlkunar. Rannsakendurnir kynna niðurstöður með töflum eða línuritum, en þeir birta ekki sömu upplýsingar tvisvar. Í umræðukaflanum túlka rannsakendurnir niðurstöðurnar, lýsa því hvernig breytur geta tengst og reyna að útskýra athuganirnar. Nauðsynlegt er að framkvæma víðtæka heimildaleit til að setja niðurstöðurnar í samhengi við áður útgefnar vísindarannsóknir. Þess vegna láta rannsakendur viðeigandi tilvísanir fylgja í þessum kafla líka.

Að lokum dregur niðurlagskaflinn saman mikilvægi tilraunaniðurstaðnanna. Þó að vísindagreinin svari næstum örugglega einni eða fleiri vísindalegum spurningum sem rannsakendurnir settu fram, ætti sérhver góð rannsókn að leiða til fleiri spurninga. Þess vegna gerir vel unnin vísindagrein rannsakendum og öðrum kleift að halda áfram og auka við niðurstöðurnar.

Yfirlitsgreinar fylgja ekki IMRaD-sniðinu vegna þess að þær kynna ekki upprunalegar vísindaniðurstöður eða frumheimildir. Í staðinn draga þær saman og fjalla um niðurstöður sem birtar voru sem frumheimildir og innihalda venjulega umfangsmiklar heimildaskrár.

Vísindasiðfræði

Vísindamenn verða að tryggja að starf þeirra valdi ekki óþarfa skaða á mönnum, dýrum eða umhverfinu. Þeir verða einnig að tryggja að rannsóknir þeirra og samskipti séu laus við hlutdrægni og að þeir vegi og meti fjárhagsleg, lagaleg, öryggisleg, endurtakanleg og önnur sjónarmið á réttan hátt. Allir vísindamenn, og margt fólk á öðrum sviðum, hafa þessar siðferðislegu skyldur, en þeir sem starfa í lífvísindum hafa sérstaka skyldu vegna þess að rannsóknir þeirra geta snert fólk eða aðrar lifandi verur. Lífsiðfræði er því mikilvægt og sífellt vaxandi svið þar sem rannsakendur vinna með öðrum hugsuðum og samtökum. Þeir vinna að því að skilgreina leiðbeiningar fyrir núverandi starfshætti og íhuga einnig stöðugt nýja þróun og nýja tækni til að móta svör fyrir komandi ár og áratugi.

Til dæmis geta lífsiðfræðingar skoðað afleiðingar genabreytingartækni, þar á meðal getuna til að búa til lífverur sem gætu rutt öðrum úr vegi í umhverfinu, sem og getuna til að „hanna“ manneskjur. Í þeirri vinnu leitast siðfræðingar líklega við að vega jákvæðar útkomur, svo sem bættar meðferðir eða forvarnir gegn ákveðnum sjúkdómum, á móti neikvæðum útkomum.

Því miður varð lífsiðfræði til sem fræðasvið í kjölfar fjölda augljóslega ósiðlegra starfshátta, þar sem líffræðingar komu ekki fram við rannsóknarviðfangsefni af virðingu og ollu þeim í sumum tilfellum skaða. Í Tuskegee-sárasóttarrannsókninni árið 1932 voru 399 afrísk-amerískir karlmenn greindir með sárasótt en þeim var aldrei sagt að þeir væru með sjúkdóminn, sem varð til þess að þeir lifðu með honum og smituðu aðra. Læknar héldu jafnvel aftur af sannaðri meðferð vegna þess að markmið rannsóknarinnar var að skilja áhrif ómeðhöndlaðrar sárasóttar á svarta karlmenn.

Þótt ákvarðanirnar sem teknar voru í Tuskegee-rannsókninni séu óverjanlegar eru sumar ákvarðanir raunverulega erfiðar. Lífsiðfræðingar vinna að því að koma á siðferðilegum og virðingarfullum nálgunum áður en slíkar ákvarðanir koma til framkvæmda. Til dæmis treysta læknar á gervigreind og vélmenni við sjúkdómsgreiningu og meðferð; í náinni framtíð mun enn meiri ábyrgð hvíla á vélum. Hver ber ábyrgð á læknisfræðilegum ákvörðunum? Hver útskýrir fyrir fjölskyldum ef aðgerð fer ekki eins og áætlað var? Og þar sem slíkar meðferðir verða líklega dýrar, hver ákveður hver hefur aðgang að þeim og hver ekki? Þetta eru allt spurningar sem lífsiðfræðingar leitast við að svara, og þetta eru þær tegundir sjónarmiða sem allir vísindarannsakendur taka með í reikninginn þegar þeir hanna og framkvæma rannsóknir.

Lífsiðfræði er ekki einföld og krefst þess oft að vísindamenn vegi ávinning á móti skaða. Í þessum texta og námskeiði muntu ræða læknisfræðilegar uppgötvanir, bóluefni og rannsóknir sem eru í eðli sínu siðferðilega flóknar eða, að mati margra, siðferðilega gallaðar. Árið 1951 greindist Henrietta Lacks, þrítug afrísk-amerísk kona, með leghálskrabbamein á Johns Hopkins-sjúkrahúsinu. Einstakir eiginleikar sjúkdóms hennar gáfu frumum hennar hæfileika til að skipta sér stöðugt, sem gerði þær í raun „ódauðlegar“. Án vitundar hennar eða leyfis tóku rannsakendur sýni af frumum hennar og bjuggu til úr þeim hina ódauðlegu HeLa-frumulínu. Þessar frumur hafa stuðlað að stórum læknisfræðilegum uppgötvunum, þar á meðal mænusóttarbóluefninu. Margir rannsakendur sem nefndir eru í síðari hlutum textans treystu á rannsóknir á HeLa-frumum sem að minnsta kosti hluta af vinnu sinni tengdri krabbameini, alnæmi (AIDS), öldrun frumna og jafnvel mjög nýlega COVID-19-rannsóknum.

Í dag er það ekki aðeins talið ósiðlegt heldur einnig ólöglegt að taka vefi eða líffæri úr deyjandi sjúklingi án samþykkis, óháð því hvort slíkur verknaður gæti bjargað lífi annarra sjúklinga. Er það þá siðferðilegt fyrir vísindamenn að halda áfram að nota vefi Lacks til rannsókna, jafnvel þótt vefjanna hafi verið aflað á ólöglegan hátt miðað við staðla dagsins í dag? Ætti að nefna Lacks sem þátttakanda í rannsóknunum sem byggðu á frumum hennar, og ætti að vitna til hennar í tengslum við þau fjölmörgu Nóbelsverðlaun sem hafa verið veitt vegna slíkrar vinnu? Að lokum, ættu lyfjafyrirtæki að vera skuldbundin til að greiða fjölskyldu Lacks, sem átti í fjárhagserfiðleikum, hluta af þeim milljörðum dollara í tekjur sem fengust af lyfjum sem nutu góðs af rannsóknum á HeLa-frumum? Hvernig hefði Henriettu Lacks liðið með þetta? Vegna þess að hún var aldrei spurð munum við aldrei vita það.

Til að forðast slíkar aðstæður er hlutverk siðfræði í vísindarannsóknum að spyrja slíkra spurninga áður en, á meðan og eftir að rannsókn eða framkvæmd á sér stað, ásamt því að fylgja viðurkenndum faglegum meginreglum og huga að virðingu og öryggi allra lífvera sem taka þátt í eða verða fyrir áhrifum af verkinu.