Appunti per l'esame di Ecologia

[(PQ)۰ Q]P

inaccettabile, definita come affirming the consequent: si legge:

P implica Q allora Q implica P

L’unica alternativa logicamente accettabile è quella di falsificare una teoria e ciò

 avviene con la prima osservazione non consistente con le previsioni della teoria

stessa. La falsificazione di una teoria richiede dunque almeno una osservazione

logicamente possibile che non coincide con le aspettative. Questo ragionamento

logico forza il ricercatore a definire in modo esplicito quale tipo di dati

falsificherebbe la teoria proposta prima della realizzazione dello studio. L’influenza

soggettiva nella fase di interpretazione dei risultati può quindi essere contenuta in

un test di falsificazione. Questo ragionamento logico, indicato come modus tollens

[(PQ)۰ Q’]P’ si legge: P comporta Q, se non Q allora non P

2. TEST DI FALSIFICAZIONE

Componenti logiche di un test di falsificazione per l’approccio ipotetico-deduttivo:

1. Osservazione di natura ecologica: osservazione relativa ad un aspetto

fenomenologico del sistema investigato. L’osservazione ecologica riguarda le modalità

di distribuzione degli organismi o fenomeni.

Caratteristiche dell’osservazione:

Piccole o grandi scale spaziali e temporali;

 L’osservazione deve essere di natura quantitativa ed oggettiva; essa deve

 riflettere una proprietà

del mondo reale e non una elaborazione soggettiva del ricercatore.

Studio descrittivo= studio correlativo= esperimento misurativo.

(esperimento: implica il test di una ipotesi).

2. Formulazione di un modello (o teoria): Un’osservazione puó essere spiegata da più

modelli alternativi (modello cioé teoria che tenta di spiegare l’osservazione, quindi per

ogni osservazione ci possono essere piú teorie).

Esempio , teorie:

Osservazione: il limite superiore delle distribuzione degli abeti é di circa

 2000m

Possibili modelli:

 Stress fisiologico: le condizioni ambientali e le risorse sono inadeguate ad

o altitudini maggiori di 2000m.

Competizione: altre piante sono competitivamente superiori a quote elevate

o ma scarse o meno competitive ad altitudini inferiori.

Erbivoria: le risorse necessarie sono disponibili ma gli alberi sono controllati

o dall’intenso pascolo delle capre (che devono anch’esse essere state

osservate). Per qualche motivo le capre non si estendono a quote inferiori.

Disturbo: le condizioni ambientali e le risorse sono adeguate, ma la presenza

o degli alberi é limitata da eventi di disturbo (es: valanghe, frane frequenti).

Reclutamento: le condizioni ambientali e le risorse sono adeguate, ma i

o semi degli alberi non sono trasportati a quote maggiori di 2000m.

Combinazione di vari modelli: è possibile che per spiegare

o un’osservazione sia necessario utilizzare insieme piú modelli.

3. Formulazione di un ipotesi (previsioni): per discriminare tra modelli alternativi, si

derivano da ciascuno di essi ipotesi logiche (previsioni), che devono

riguardare osservazioni che non sono ancora state compiute o eventi sconosciuti (se

sappiamo che la previsione si è già verificata, allora le osservazioni iniziali non erano

state descritte in modo esaustivo). Conoscenze biologiche del sistema di studio sono

necessarie per lo sviluppo dell’ipotesi.

Esempio, ipotesi:

 Osservazione: il limite superiore delle distribuzione degli abeti é di circa

2000m

 Modello: erbivoria

 Ipotesi: l’esclusione degli erbivori da alcune aree (-

erbivori) promuoverà l’insediamento degli alberi. Inoltre prevedo che avremo

assenza di alberi nelle aree di controllo (ovvero dove l’erbivoria é presente)

(+erbivori).

4. Formulazione di un ipotesi nulla H (antitesi dell’ipotesi): prima di procedere al

0

test sperimentale delle ipotesi occorre trasformare ciascuna di queste in una ipotesi

nulla. L’ipotesi nulla è l’antitesi logica dell’ipotesi; essa specifica tutto ciò che l’ipotesi

non definisce.

Esempio, ipotesi nulla:

 Osservazione: il limite superiore delle distribuzione degli abeti é di circa

2000m

 Modello: erbivoria

 Ipotesi: l’esclusione degli erbivori da alcune aree (-

erbivori) promuoverà l’insediamento degli alberi. Inoltre prevedo che avremo

assenza di alberi nelle aree di controllo (+erbivori).

 Ipotesi nulla: stesso numero di alberi in aree –erbivori e aree +erbivori (oppure

minor numero di arberi in aree -erbivori che in aree +erbivori, anche se è

impossibile a meno che non ci siano problemi con le osservazioni iniziali)

5. Esperimento: è l’analisi formale di ipotesi dedotte in maniera logica da un modello

che spiega delle osservazioni; non implica necessariamente la manipolazione di

variabili.

Il test sperimentale di fatto esamina l’ipotesi solo indirettamente, attraverso l’analisi

diretta dell’ipotesi nulla. Si tratta di generare le condizioni sotto le quali le

previsioni sono state formulate, mediante trattamenti (studio manipolativo), oppure

mediante sola osservazione (studio descrittivo).

Differenze tra studio manipolativo e studio descrittivo:

Lo studio manipolativo presenza degli artefatti, mentre lo studio descrittivo no,

 quindi se siamo nell’ambito di uno studio manipolativo è necessario fare anche

dei test per potenziali artefatti introdotti dalle procedure sperimentali.

Un esperimento di tipo manipolativo esamina relazioni causa-effetto tra variabili,

 mentre un contrasto costruito sulla base di un disegno di campionamento (studio

descrittivo) generalmente esamina relazioni tra variabili senza identificare

rapporti causali.

Esempio:

 Osservazione: il limite superiore delle distribuzione degli abeti é di circa

2000m

 Modello: erbivoria

Studio manipolativo: confronto l’area con gli erbivori (+erbivori, controllo) con

 la stessa area dopo che ho tolto tutti i consumatori (-erbivori).

Studio descrittivo: confronto l’area con gli erbivori (+erbivori, controllo) ad

 un’altra area naturalmente priva di erbivori (-erbivori).

6. Trarre conclusioni: Il test di falsificazione può determinare l’accettazione dell’ipotesi

nulla oppure il rigetto di questa:

Se l’esperimento accetta l’ipotesi nulla H l’ipotesi originale (e quindi il

 0

modello da cui essa deriva) è sbagliata. Ciò suggerisce l’esistenza di altri

processi alla base dell’osservazione iniziale. Il procedimento deve quindi

ricominciare attraverso la proposta di altre spiegazioni plausibili e testabili. È da

rilevare che le risorse profuse nel primo test non sono andate perse. L’esperimento

avrà infatti fornito ulteriori osservazioni su cui basare la formulazione di un nuovo

modello.

Se l’esperimento rigetta l’ipotesi nulla H vuol dire che l’ipotesi iniziale (e

 0

quindi il modello) non é sbagliata, ma non significa che l’ipotesi iniziale (e il

modello) sia vera in assoluto (dipende dal contesto spaziale e temporale). La

conclusione effettiva è che il modello proposto è stato corroborato.

Esempio, test di falsificazione:

 Osservazione: la lunghezza delle fronde della macroalga varia tra habitat: è maggiore

quando le foglie di posidonia sono corte rispetto a dove le foglie di posidonia sono intatte.

 Modello 1: le foglie di posidonia modificano l’idrodinamismo, alterano gli scambi

gassosi tra l’alga e la colonna d’acqua ed inibiscono la crescita dell’alga.

 Ipotesi 1: l’alga svilupperà fronde più corte in praterie di posidonia con foglie di

normale lunghezza che in praterie con foglie corte, indipendentemente dai livelli di

illuminazione

 Ipotesi nulla 1: in praterie di posidonia intatte, l'alga svilupperà fronde di uguali

dimensioni o più lunghe che in praterie con foglie tagliate, indipendentemente dai livelli

di illuminazione

 Esperimento del modello 1 e conclusioni: Per l’ipotesi mi aspetto che la lunghezza

delle fronde sarà 2=4 > 1=3. Inoltre devo fare un test per potenziali artefatti: uso foglie

vere e quindi non ho l’artefatto della griglia

 Modello 2: le foglie di posidonia inibiscono la crescita dell’alga mediante

ombreggiamento.

 Ipotesi 2: L’alga svilupperà fronde più lunghe a livelli di illuminazione più intensa,

indipendentemente dalla lunghezza delle foglie di Posidonia

 Ipotesi nulla 2: in condizioni di intensa illuminazione l’alga svilupperà fronde di uguali

dimensioni o più corte di quelle sviluppate in condizioni di scarsa Illuminazione,

indipendentemente dalla lunghezza delle foglie di Posidonia.

 Esperimento del modello 2 e conclusioni: Per l’ipotesi mi aspetto che la lunghezza

delle fronde sarà 3=4=2>1. Inoltre devo fare un test per potenziali artefatti: uso foglie

vere e quindi non ho l’artefatto della griglia

 Esperimenti:

Test per potenziali artefatti:



Critiche all’approccio ipotetico-deduttivo:

Le osservazioni originali non sono state generate mediante un processo deduttivo (ma

 guidato dalla teoria) (la nostra conoscenza pregressa influenza le nostre osservazioni).

Per ovviare a ciò dobbiamo domandarci: l’osservazione riflette una proprietà del mondo

reale o se l’osservazione é soggettiva e deriva da preconcetti.

Induzione e deduzione hanno valore epistemologico e, sebbene i paradigmi ecologici

abbiano un ruolo nell’impostazione di una ricerca, gli strumenti della logica deduttiva

possono essere applicati in varie fasi.

Esempio, la conoscenza pregressa influenza le osservazioni?:

Letteratura: le lucertole sono più abbondanti su superfici verticali.

 Osservazione: impressione soggettiva che le lucertole siano più abbondanti su

 superfici verticali concessa come vera (ragionamento induttivo.

 Modello 1: l’osservazione riflette una proprietà del mondo reale.

 Ipotesi 1: Densità lucertole substrati verticali > Densità lucertole substrati

orizzontali

 Modello 2: l’osservazione è soggettiva essendo influenzata da preconcetti

(conoscenza della letteratura).

 Ipotesi 2: Densità lucertole substrati verticali = Densità lucertole substrati

orizzontali

Un esperimento non costituisce un test vero del modello preposto, ma dei corollari che

 da esso derivano, cioé casi particolari ottenuti riducendo o specializzando le ipotesi

(Duhem-Quine Problem).

Difesa ad oltranza la teoria mediante modificazione delle circostanze esterne

(spiegazioni ad hoc per giustificare un risultato inaspettato).

Ci sono circostanze in cui l’approccio ipotetico deduttivo non &eacut