La elaboración de hipótesis científicas en estudios ficológicos

David A. Siqueiros Beltrones 1*, Oscar U. Hernández Almeida² y Yuriko J. Martínez Hernández¹

¹Depto. de Plancton y Ecología Marina. CICIMAR-Instituto Politécnico Nacional, Ave. IPN s/n, Col. Playa Palo de Santa Rita, La Paz, BCS. 23096. México.
²Laboratorio de Oceanografía Biológica, Universidad Autónoma de Nayarit, Edificio CEMIC 01, Ciudad de la Cultura “Amado Nervo”, C.P. 63000, Tepic, Nayarit, México

e-mail:dsiquei@gmail.com

Siqueiros Beltrones, D.A., O.U. Hernández Almeida y Y.J. Martínez Hernández. 2017. La elaboración de hipótesis científicas en estudios ficológicos. Cymbella 3(2): 32-37 (http://cymbella.mx).

La hipótesis es un elemento metodológico de extracción filosófico-científica que recibe poca atención en la formación de los científicos. Frecuentemente se exacerba su soslayo mediante argumentos infundados, rechazando el rigor científico implícito y explícito de su estructura lógica. Así, a pesar de que se trata de un recurso primordial del Método Científico, la interacción con estudiantes y colegas, sobre todo en comités de tesis y durante discusiones en seminarios departamentales, desvela la creencia de que el planteamiento de hipótesis en su investigación científica es mera formalidad, o que su estudio en particular no la requiere. Se escuchan frecuentemente expresiones como: ¿Hipótesis? no es necesaria, tu estudio es descriptivo; o, sólo que tu estudio fuera de tipo experimental; o, no, tu estudio es de observación; o ¿Para una lista taxonómica? ¡Pero si los estudios florísticos no requieren hipótesis! A nuestro parecer, derivado de este tipo de mentalidades ha sucedido que Ciencias Marinas, una revista internacional mexicana, haya establecido su política de no publicar listas de especies, soslayando el referente primario de si ésta es o no un informe o un artículo científico. En el caso del estudiante de ciencias no se reconoce la importancia de que este entienda qué es, en qué consiste una hipótesis y cuál es su utilidad metodológica.
Como consecuencia de lo anterior, la dificultad que representa para los estudiantes de ciencias el construir hipótesis los inclina a buscar excusas para no elaborarlas. Eventualmente muchos estudiantes de ciencias llegan a la convicción de que se encuentran desarrollando el “único” estudio que no requiere hipótesis. Lo anterior, es sintomático de que existe poca confianza en el manejo de la teoría y de un manejo inadecuado de la lógica científica. Esta última, desde luego, no se contempla dentro de los planes de estudio de carreras científicas, toda vez que se halla incluida en la filosofía de la ciencia, la cual tampoco se considera prioritaria en la formación curricular de los científicos. Sin embargo, es ésta la que nos conduce a un entendimiento de qué es el método científico, y a construir argumentos de su validez.  Tanto su entendimiento y aceptación como guía en investigación científica, como el asumir la posición contraria, exigen su estudio ex profeso y una aproximación filosófica.
La filosofía de la ciencia nos impele a ser analíticos, críticos, autocríticos, escépticos y reflexivos, sin dejarnos llevar por posiciones banales, superficiales o dogmáticas que nos orillen al conformismo. Así, primeramente, obliga a preguntar ¿Qué es una hipótesis? ¿Cómo se relaciona con el proceso heurístico de la investigación científica? ¿Cuál es su estructura lógica? ¿Cómo se vincula con los procesos inductivos y deductivos que hacen posible la generación de conocimiento científico con una base epistemológica?
Como científicos especializados en el campo de la Ficología buscamos generar conocimiento confiable, yendo así más allá del mero proceso inductivo que nos proporciona la base empírica (naturalista) de nuestros estudios, impulsándonos a inventar preguntas extraordinarias que constituyen problemas científicos; esto es, preguntas que sólo la mentalidad científica es capaz de crear, que sean únicas y originales. Esto, a su vez, es estimulado por el gusto en lo que se investiga, con lo que se promueve la creatividad indispensable en el quehacer científico. De esta manera logramos vincular el proceso inductivo con el deductivo, no sólo aquél de índole ampliativa (extrapolación), sino un proceso lógico que nos obliga a recurrir a nuestras bases biológicas como ficólogos a enfocar a otro nivel de resolución intelectual o de entendimiento el fenómeno de interés. Es decir, la manera en que la construcción de hipótesis coadyuva en nuestras investigaciones se debe descubrir mediante un método filosófico; a grandes rasgos muy similar al método científico, ya que derivan de la misma base epistemológica. Es necesario revisar y analizar rigurosamente la base teórica disponible; a partir de ello, derivar preguntas que no han sido respondidas en dicha base teórica y, tomando axiomas o premisas como referencia se emiten conjeturas sobre las posibles respuestas lógicas, llegando a así a la hipótesis. Consecuentemente, lo primero que debemos asegurar es que se maneja adecuadamente la información para identificar los elementos teóricos estructurales que sustenten nuestras premisas o que las representen.
Para construir adecuadamente una hipótesis es necesario saber qué es, cómo se construye, cómo funciona, cómo se vincula con el ciclo de la investigación y consecuentemente con el informe científico. Una hipótesis es una proposición lógica que representa una respuesta tentativa a nuestra pregunta de investigación. Más que una mera suposición, la hipótesis se deriva de la lógica formal, por lo tanto, es un enunciado susceptible de ser calificada como verdadera o falsa. De esta manera, el falsacionismo de Popper (1962) contribuye a la base epistemológica de nuestra aplicación científica coadyuvando a determinar la cientificidad del estudio, ya sea que la hipótesis sea susceptible de ser contrastada empíricamente o falsable o no; si no es contrastable es entonces metafísica. Así, la hipótesis científica representaría una solución plausible del problema de estudio, previo al proceso investigativo para obtener las evidencias que demuestran si fue verdadera o falsa; mientras que la ambigüedad de la hipótesis metafísica (no científica) no permitiría dicho contraste. 
En la praxis científica la hipótesis es una afirmación lógica construida a partir de una base teórica, lo cual le confiere plausibilidad. De acuerdo con la forma particular y circunstancia en que se construyen las hipótesis, pueden identificarse varios tipos: 1) Hipótesis de investigación. Considerada una propuesta formal, altamente plausible, en un estudio bien fundado. Estas normalmente son propuestas (o implicadas) por investigadores establecidos o estudiantes de doctorado que cuentan con mayor experiencia y buen dominio de la teoría. Asimismo, pueden ser emitidas como 2) hipótesis nula, con la que se busca incrementar el rigor científico negando aquello que en sí preferimos, o como la 3) hipótesis alternativa, cuyas bases se encuentran relacionadas directamente con el análisis teórico por lo que son consideradas: 4) hipótesis ante-facto, es decir sin la base empírica que confiere la observación. Por el contrario, si se busca una respuesta a una interrogante surgida por alguna observación en donde se recurre entonces a la teoría, esta se considera 5) hipótesis post-facto (post-experiencia). En casos muy comunes, cuando no se cuenta con la suficiente base teórica o empírica para sustentar nuestra afirmación (derivada quizá por intuición) entonces nos referimos a 6) hipótesis de trabajo, éstas a menudo constituyen un ejercicio apropiado en tesis de licenciatura, o al echar a andar un estudio exploratorio. Aunado a las características anteriores, dichas hipótesis pueden construirse como 7) hipótesis descriptivas, las cuales indican el valor de una o más variables en el contexto de un determinado fenómeno; en 8) hipótesis relacionales, que especifican la relación o asociación entre dos o más variables; y en 9) hipótesis causales, en donde no sólo se establece la relación entre dos o más variables, sino que se intenta predecir las relaciones causa efecto entre ellas. Finalmente, en este resumen, conviene señalar las 10) hipótesis estadísticas (nula y alternativa), mismas que se contrastan en términos de probabilidad matemática, pero solamente se utilizan para sumar o restar a la plausibilidad de la hipótesis de la investigación particular en cualquiera de las formas mencionadas.
Por otra parte, la hipótesis es un modelo, igual que las teorías científicas que construimos; por lo tanto, pueden representarse de diversas formas. Una forma corta o pequeña de expresarlas ha sido a través de lo que denominamos fórmulas; estas representan matemáticamente una causa o factor que ocasiona (hipótesis causal) un cambio. Por ejemplo, cómo un incremento en temperatura se refleja en la tasa de crecimiento de una especie de alga; tal resultado no deja de ser hipotético, aun si es respaldada, ya que pasan de pre-facto a post-facto tras el experimento. En el caso de las hipótesis descriptivas, al tratar de determinar, por ejemplo, la diversidad algal (micro o macro) en cierta localidad, esperamos que, según la latitud, temperatura, sustrato, salinidad, y otros factores, dicha diversidad sea baja o elevada, igual que sus componentes u otros descriptores, e incluyendo cuáles taxones estarían representados. La hipótesis descriptiva diría (describiría) si la taxocenosis o la comunidad tendrían una alta o baja diversidad de especies, bajas o altas dominancia y equidad, así como cuáles taxones serían comunes o dominantes, entre otros descriptores. Este modelo podría incluir descripciones conceptuales o valores derivados de fórmulas. Nuestras propuestas, que describen dicha taxocenosis o comunidad a priori (hipótesis ante-facto), o a posteriori (hipótesis post-facto), serían de carácter descriptivo. La mayoría de estudios científicos sobre taxonomía o ecología caerían dentro de este tipo, pero también aquellas que describen relaciones tróficas entre taxones, es decir, serían hipótesis relacionales. 
Entonces ¿cómo se construye una hipótesis? Como base epistemológica del método científico, la filosofía de la investigación científica apela a la lógica en la construcción de hipótesis a través de lo que se ha denominado razonamiento hipotético, el cual consiste en un proceso silogístico deductivo particular denominado abductivo. ¿Y cómo es este? Veamos, un silogismo (categórico) es un razonamiento en el cual a partir de dos premisas axiomáticas cuya aceptación es evidente, se deduce una conclusión categórica igualmente evidente. En contraste, el razonamiento abductivo parte de descripciones (modelos) de hechos o fenómenos, generalmente condensados en la teoría, es decir, utiliza el razonamiento sintético del cual se derivan las premisas que justifican, tanto nuestra pregunta de investigación, como la respuesta más plausible a esta, es decir, nuestra hipótesis; salvo que esta no es categórica o axiomática, sino que debe ser puesta a prueba contrastándola con la realidad, empírica o experimentalmente.
En síntesis, la hipótesis debe visualizarse como una respuesta lógica y plausible a una determinada pregunta que inicia el proceso de investigación; dicha pregunta representa el problema de estudio y el objetivo es resolverlo. De esta manera se define el problema de nuestra investigación, mismo que se promete en el título de nuestro informe científico (artículo, tesis, etc.). Siendo audaces, el título debería contener la hipótesis, máxime que muestra el nuevo estatus de la hipótesis que, de ante-facto, pasó a ser post-facto y muestra la conclusión de nuestro estudio.
Con base en lo anterior y en los siguientes ejemplos es factible reconocer la importancia de elaborar hipótesis, notando cómo sirve para guiar nuestra investigación y buscar evidencias que contrasten nuestra hipótesis, ya sea respaldándola, o refutándola. 

Ejemplos
Primer ejemplo: Ecología trófica. La importancia de las algas en la alimentación de moluscos y el caso de la dieta de abulón azul (Haliotis fulgens). En aras de proporcionar bases científicas para una mayor eficiencia en el cultivo del recurso abulón buscamos determinar su dieta primordial revisando sus contenidos gastro-intestinales. Así, se podría plantear el problema ¿Qué especies de algas componen la dieta de H. fulgens? ¿Qué esperamos encontrar? ¿Por qué? Así, nuestras premisas derivan del conocimiento elemental disponible que nos indica que abulones adultos y juveniles se alimentan comúnmente de y entre los bosques de Macrocystis pyrifera; entonces, las hipótesis pueden ser: hipótesis descriptiva 1) se trata de organismos herbívoros cuya dieta es selectiva. O, hipótesis 2) consideramos que en estos bosques existen muchas especies de algas, pardas, rojas, verdes, y que bien podrían estar siendo consumidas indiscriminadamente y, por lo tanto, es una dieta no selectiva; pero no se ha observado debido a los hábitos nocturnos de abulones. O, hipótesis 3) consumen varias especies de macroalgas pero principalmente Macrocystis. O, hipótesis 4) consumen varias especies de macroalgas, cuya importancia depende de su disponibilidad (Siqueiros Beltrones et al., 2005).
Todas estas hipótesis tienen un fuerte componente exploratorio y un nivel de certidumbre bajo; dado que cualquiera de ellas es más o menos factible, por lo cual, se constituyen a la vez en hipótesis de trabajo. Una vez contrastadas y respaldada alguna de ellas con mayor evidencia, dará lugar a cuestiones que exijan mayor precisión. Ahora, dado que ya hemos rebasado estas etapas y manejamos más y mejor la teoría, podemos ampliar la premisa e incrementar el nivel de resolución. Por lo tanto, preguntaríamos ¿Existe selectividad en el consumo de algas por H. fulgens?  Obviando algunas nociones, la hipótesis descriptiva, post-facto podría decir: la dieta de abulón azul es indiscriminada (no selectiva) y está constituida por diversas especies de macroalgas, principalmente Macrocystis, pastos marinos y una amplia gama de organismos epifitos, principalmente diatomeas. Más adelante, una hipótesis relacional alternativa 1) podría decir: las especies de diatomeas epifitas coloniales son el principal complemento alimentario de abulón azul. O la hipótesis relacional 2): las diatomeas epifitas constituyen el componente nutricional fundamental en la dieta de adultos de H. fulgens y la macroalga hospedera el componente energético. Las hipótesis nulas correspondientes en ambos casos afirmarían lo contrario. Una metodología con técnicas ad hoc nos permitiría contrastar dichas hipótesis y refutarlas o confirmarlas tentativamente. Estas se derivan de preguntas más o menos específicas que se construyen conforme se adquiere fundamento teórico, con lo que el carácter exploratorio se diluye.
Segundo ejemplo: algas como indicadoras de impacto ambiental. Para el problema de investigación ¿cómo responden las asociaciones de diatomeas bentónicas a la presencia de elementos potencialmente tóxicos (EPT) en un ambiente marino? Partimos de una premisa: debido a su rápida respuesta, las diatomeas son utilizadas como indicadoras de contaminación e impacto ambiental mayormente en aguas continentales. Una hipótesis nula (Ho) dice: la estructura comunitaria de diatomeas bentónicas marinas presentes en un área con altas concentraciones de EPT no mostrarán variaciones significativas con respecto a áreas con bajas concentraciones de EPT; asimismo, sus frústulas no mostrarán deformaciones en sitios con altas concentraciones de EPT. Esta hipótesis nula (Ho) se funda en que las taxocenosis de diatomeas que se encuentran en dichos sitios se hallan adaptadas a dichas condiciones, es decir, no es mera estratagema lógica, sino que los contaminantes referidos (EPT) derivan de una industria minera con varios siglos de actividad. Mientras que una hipótesis causal alternativa diría: las asociaciones de diatomeas bentónicas expuestas a concentraciones elevadas de EPT mostrarán, en respuesta a esta contaminación, valores de diversidad y equidad bajos, así como especímenes con deformaciones de la frústula en formas tolerantes; esto en comparación con taxocenosis típicas de diatomeas bentónicas sin influencia de este tipo de contaminantes. Todo esto habrá de comprobarse mediante observaciones a propósito (para contrastar la hipótesis). Al final de la investigación, con el conocimiento obtenido se podrán formular nuevas hipótesis con base en los resultados la cual generaría hipótesis post-facto (Siqueiros Beltrones et al., 2014).
Tercer ejemplo: Florística, taxonomía vinculada a ecología ex profeso. Estos son los casos más comunes de omisión de hipótesis, toda vez que se menosprecia el estudio refiriéndose a una “simple” lista de especies, sin contextualizarlo teóricamente (científicamente) en apego al método científico. Rápidamente, nos exige un manejo apropiado de la base teórica; en este caso, saber qué son las algas, cómo se clasifican, cuáles son sus relaciones filogenéticas, su papel ecológico; con esto se define nuestro propósito, es decir, en qué campo de conocimiento particular nos desenvolvemos (ecología, biogeografía, taxonomía, etc.); segundo, derivar una pregunta original para la cual aún no existe respuesta (ni siquiera en Wikipedia) estableciendo nuestro objetivo principal que es responderla; tercero visualizar de manera lógica la posible respuesta en congruencia con la base teórica (hipótesis). En el caso de que nos enfoquemos exclusivamente a elaborar la lista de especies de algas, el contexto teórico resulta más sutil, por lo que usualmente es soslayado. Se debe aceptar que hacemos estos estudios ya muy avanzado este tipo de actividad por la comunidad científica. 
De esta manera, nuestro adecuado dominio del conocimiento disponible nos obliga a pronosticar deductivamente las características de las asociaciones de algas que habremos de encontrar, identificar y describir (Siqueiros Beltrones et al., 2016; 2017). Así, haciendo extensiva esta perspectiva para un problema de investigación como el describir la florística de Rhodophyta en la costa expuesta de Isla Espíritu Santo, BCS, y considerando las condiciones hidrodinámicas distintas, recurrimos a dos premisas: 1) La composición de especies de Rhodophyta en la costa expuesta de la isla difiere de la asociación presente en la costa protegida; premisa 2) los taxones presentan diferencias en el asentamiento y la fijación en respuesta a las diferencias de energía del oleaje entre ambas costas, que hacen más adverso el lado expuesto; o, se pueden fusionar en una sola. De acuerdo con ésta(s) se proponen las siguientes hipótesis (descriptivas): La florística de Rhodophyta en la costa expuesta de Isla Espíritu Santo, BCS, estará caracterizada por: a) taxones de hábitos submareales; b) taxones con formas de vida comunes en pozas de marea; c) menor número de taxones que en el lado protegido; d) más representantes por aquel género cuyas especies presenten adaptaciones (de fijación) a condiciones de alta energía, por ejemplo con sujetador hapteroidal; en ésta última, la diferencia con el lado protegido sería que habría competidores ocupando espacios que esta forma hubiera podido aprovechar. En este ejemplo se puede apreciar un potencial para visualizar muchas más hipótesis de acuerdo con el ingenio, la inventiva, o la creatividad de cada investigador. De ahí que, de acuerdo con la evolución propia de la disciplina ficológica, esperaremos encontrar nuevos taxones que habrían sido incluidos como parte de otro taxón similar; igualmente, al entender las variaciones espacio temporales de las poblaciones, es válido lanzar hipótesis sobre el hallazgo de ciertos taxones otrora raros o considerados de distribución restringida; esto requiere de experiencia y o aplicación, pero también de actitud y audacia investigativas.

¿Cuándo no se requiere hipótesis?
Dada nuestra naturaleza investigativa que nos impele a entender la naturaleza, somos propensos a dar saltos inferenciales para llegar a principios de inducción, a hacer deducciones y, siendo disciplinados, a abducciones. Como estudiantes de ciencias incursionamos por primera vez en un campo especializado y mucha de nuestra investigación tiende a la adquisición de bases teóricas, sin embargo, sobre el tema particular también recabamos datos concomitantemente. La base de datos, por demás útil, forma parte de la investigación y podría ser suficiente para armar un informe y publicarse, o utilizarse para armar una tesis de titulación. Ante la novedad que todo esto constituye para el estudiante (y puede suceder a un investigador) se omite la hipótesis porque no se definen preguntas concretas (problemas) y se reconoce un estadio exploratorio en el que empezamos a formarnos dentro de un tópico y generamos resultados sin una referencia o guía hipotética propia, pero refiriendo antecedentes y eventualmente obligando a una hipótesis post-facto (Siqueiros Beltrones & Argumedo Hernández, 2014). 
No obstante, es hasta allí en donde se puede justificar el no trabajar sobre alguna hipótesis si se pretende hacer una actividad científica. Ahora, se pueden identificar tendencias, patrones y, sobre todo, cuestionamientos que, con lo que hemos observado, se derivan preguntas y sus consecuentes respuestas lógicas por demostrar, o hipótesis que le confieren carácter científico a la investigación. Es decir, en estas situaciones que son muy comunes, eventualmente se puede reconocer una primera hipótesis (post-facto), trátese de cualquier estudio que sea propuesto con mentalidad científica. De lo contrario, se puede aspirar a un trabajo técnico o naturalista, nada despreciables, pero no científico, dado que se omite un componente esencial del método científico.

A manera de corolario
Unos cuantos ejemplos ante la vasta diversidad de estudios ficológicos parecerían no ser suficiente argumentación, salvo que la lógica que se esgrime es susceptible de ser transferida a cada estudio particular en cualquier subdisciplina actual y por definirse, ya que son la base del razonamiento científico. De acuerdo con lo anterior, nuestras propuestas de investigación en Ficología deben exigir el componente deductivo/abductivo que equilibre el inductivo que confiere la base empírica observacional, toda vez que se conciben en el seno de modelos preestablecidos o teoría, la cual permite y a la vez obliga a cuestionarla. Esta directriz la ofrecen las hipótesis pre-facto derivadas del análisis crítico y escéptico de dicha teoría; mientras que la hipótesis post-facto resultante nos dice si la teoría se sostiene y es reforzada, o se refuta y se corrige.
Este análisis crítico es una propuesta a la corrección de la metodología como un ejercicio intelectual sano (Novelo, com. pers.). Asimismo, cabe la advertencia de que la tentación a rechazar dicha recomendación estará al acecho, quedando conformes con la manera de proceder con menor compromiso. Se llega a este tipo de pensamiento, y a la concomitante ausencia de una hipótesis por la falta de comprensión de la lógica científica y de la importancia que tiene una hipótesis, ya que es la parte medular del trabajo de investigación; se crea una pregunta y la respuesta a ella es lo que, como se menciona, “guía” el trabajo de investigación. El investigador debe tener bases para diferenciar en dónde se requiere una hipótesis; asimismo, debe conocer la importancia de ella en su propio estudio, no menospreciarla u omitirla por temor a las consecuencias, o por falta de dominio de la teoría, o falta de capacitación lógica. Esto último puede aliviarse implementando cursos ex profeso, como Filosofía de la Investigación Científica, Método Científico, o Metodología de la Ciencia, impartidos por científicos en activo con formación filosófica que brinden asesoría a quienes realizan alguna investigación científica.
El correcto planteamiento de hipótesis y su relación con los objetivos guían nuestra investigación y asegura objetividad, ya que vincula la teoría con el proceso empírico. Asimismo, la elaboración de hipótesis ayuda a precisar los objetivos y con ello a estructurar nuestro informe científico, ya sea tesis, artículo, o ponencia, ya que sugiere categóricamente el título de dicho informe para que este sea descriptivo o conclusivo, y no temático o indicativo, mismos que no comprometen al investigador.
Esta manera de visualizar la actividad científica abarca todo tipo de estudio científico y no es solamente para ficólogos, sino para todo estudioso de la Biología que desee hacer contribuciones científicas y no sólo técnicas o naturalistas, mismas que son importantes, pero que pueden ser rechazadas al tratar de pasarlas por científicas. De ahí que se reitere la sugerencia de que se retomen las bases filosóficas de la ciencia en la formación curricular de los estudiantes de ciencias para reducir el riesgo de que caigan en la ilusión del atractivo estético de las técnicas, las modas, y el conformismo, quedando como presas de teorías pseudocientíficas difundidas por los medios de comunicación. Pero, este es otro tema y se espera abordarlo en su oportunidad, al igual que el entender qué es el método científico y a qué se deben posiciones tan encontradas dentro de la comunidad científica sobre este, lo que requiere de una aproximación filosófica.

AGRADECIMIENTOS.

A los colegas que han tenido a bien recomendar a sus estudiantes la inclusión de la materia Filosofía de la Investigación Científica en sus programas curriculares. Así como a los colegas que revisaron críticamente este manuscrito para Cymbella.

REFERENCIAS Y LITERATURA RECOMENDADA

Recibido: 15 de agosto de 2017
Revisado: 11 de octubre de 2017
Corregido: 13 de octubre de 2017
Aceptado: 14 de octubre de 2017
Revisores: 3 revisores anónimos.