Experimentos e Hipóteses

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Sabrina B 
 
 
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 Introdução 
Os biólogos e outros cientistas usam o método 
científico para pesquisar o mundo natural. O método 
científico começa com uma observação, o que leva o 
cientista a fazer um questionamento. Depois ele 
apresenta uma hipótese, que é uma explicação a ser 
testada para responder a questão. 
Uma hipótese não está necessariamente certa. Na 
verdade, é uma 'melhor opção', e o cientista deve 
testá-la para verificar sua correção. 
Cientistas testam hipóteses fazendo predições: Se a 
hipótese X é correta, então Y deve ser verdadeiro. Daí 
eles fazem experimentos ou observações para verificar 
se as suas predições estão corretas. Se estiverem, a 
hipótese é mantida. Se não estiverem, talvez seja hora 
para uma nova hipótese. 
Como as hipóteses são testadas? 
 
 
 
Quando possível, os cientistas testam suas hipóteses 
usando experimentos controlados. Um experimento 
controlado é um teste científico feito sob condições 
controladas, o que significa que apenas um (ou poucos) 
fatores são alterados a cada vez, enquanto todos os 
outros são mantidos constantes. Veremos em detalhes 
os experimentos controlados na próxima seção. 
 
Em alguns casos, não há uma boa forma de se testar 
uma hipótese usando um experimento controlado (por 
razões práticas ou éticas). Neste caso, um cientista 
pode testar a hipótese fazendo predições sobre 
padrões que podem ser observados na natureza se a 
hipótese está correta. Então, ela ou ele pode coletar 
dados para verificar se o padrão realmente existe. 
 
Experimentos Controlados 
O teste de hipóteses fornece ferramentas 
que nos permitem rejeitar ou não rejeitar 
uma hipótese estatística através da 
evidencia fornecida pela amostra. 
Sabrina B 
 
 
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Quais são os elementos 
principais de um experimento controlado? Para 
ilustrar, vamos considerar um exemplo simples 
(mesmo sendo bobo). 
Suponha que eu decida plantar feijão na minha 
cozinha, perto da janela. Eu ponho sementes de feijão 
num vaso com terra, coloco o vaso junto à janela e 
espero as sementes germinarem. Porém, após algumas 
semanas, não há nenhum broto. Por que não? Bem, 
acontece que eu esqueci de regar as sementes. Então 
eu formulo a hipótese de que elas não germinaram por 
falta de água. 
Para testar a minha hipótese eu faço um experimento 
controlado. Neste experimento eu monto dois potes 
iguais. Ambos contêm 10 sementes de feijão plantadas 
no mesmo tipo de terra e ambos colocados na mesma 
janela. De fato, só há uma coisa diferente que faço a 
esses dois potes: 
• Um pote de sementes é regado todas as 
manhãs. 
• O outro pote de sementes nunca recebe água. 
Após uma semana, 9 das 10 sementes no pote regado 
germinaram, enquanto que nenhuma semente no pote 
seco germinou. Parece que a hipótese de que as 
"sementes precisam de água" é provavelmente 
correta. 
Vamos ver como este simples exemplo ilustra as partes 
de um experimento controlado. 
 
Grupos Controle e Experimental 
Há dois grupos no experimento e eles são idênticos, 
exceto que um recebe um tratamento (água) enquanto 
o outro não. O grupo que recebe o tratamento num 
experimento (neste caso o pote regado) é chamado 
de grupo experimental, enquanto o grupo que não 
recebe o tratamento (neste caso o pote seco) é 
chamado de grupo controle. O grupo controle fornece 
um padrão, ou referência, que permite avaliar se o 
tratamento tem um efeito. 
 
Variáveis Independentes e Dependentes 
O fator que é diferente entre os grupos de controle e 
experimental (neste caso a quantidade de água) é 
conhecido como a variável independente. Esta 
variável é independente porque ela não depende do 
que acontece no experimento. Ao invés, ela é algo que 
o pesquisador aplica ou escolhe ele mesmo. 
 
 
 
 
Sabrina B 
 
 
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Há sempre variável dependente e independente??? 
Variáveis Independentes 
Resultados experimentais são muito mais simples de 
interpretar e analisar quando há apenas uma variável 
independente (um fator alterado de cada vez). Como regra 
geral, especialmente quando você está começando em 
biologia, você deve se limitar a uma variável independente 
por experimento. 
Uma vez que se tem muito mais experiência laboratorial e 
algum conhecimento em estatística, você pode considerar a 
realização de experimentos com duas variáveis 
independentes ao mesmo tempo. Por exemplo, você pode 
querer ver como níveis de água e luz juntos afetam a 
brotação das sementes de feijão. Um experimento bem 
projetado com duas variáveis independentes pode dizer se 
essas variáveis interagem (modificam os efeitos uma da 
outra). Contudo, experimentos com mais de uma variável 
independente têm que seguir regras especificas de 
planejamento e os resultados devem ser analisados usando 
uma classe especial de testes estatísticos para separar os 
efeitos das duas variáveis. 
Variáveis dependentes 
Ter mais de uma dependente variável é bem simples. Para 
acrescentar uma variável dependente, você simplesmente 
escolhe um resultado que você gostaria de medir para cada 
grupo no seu experimento. Por exemplo, além de observar a 
fração de sementes de feijão brotadas em cada pote, 
podemos também medir a altura dos brotos. Neste caso, 
ambas, fração das sementes brotadas e altura dos brotos 
seriam variáveis dependentes. 
Em contraste, a variável dependente num 
experimento é a resposta que é medida para ver se o 
tratamento tem um efeito. Neste caso, a fração de 
sementes de feijão que germinou é a variável 
dependente. A variável dependente (fração de 
sementes germinando) depende da variável 
independente (a quantidade de água), e não vice-
versa. 
Dados experimentais são as observações feitas 
durante o experimento. Neste caso, 
os dados coletados foram o número de brotos de feijão 
em cada vaso depois de uma semana. 
Variabilidade e Repetição 
Das dez sementes de feijão regadas, apenas nove 
germinaram. O que aconteceu com a décima semente? 
Essa semente pode estar morta, doente ou apenas ser 
lenta para germinarr. Especialmente em biologia (que 
estuda coisas complexas, vivas), muitas vezes há 
variação no material usado para um experimento – 
aqui, as sementes de feijão – que o pesquisador não 
pode ver. 
Devido a esse potencial de variação, experimentos 
biológicos precisam ter uma amostra de tamanho 
grande e, de preferência, ser repetidos várias vezes. 
O tamanho da amostra refere-se ao número de itens 
individuais testados num experimento - neste 
caso, 101010 sementes de feijão por grupo. Com mais 
amostras e repetindo-se o experimento mais vezes, 
diminui-se a probabilidade de chegarmos a uma 
conclusão errada, devida à variação aleatória. 
Biólogos e outros cientistas também usam testes 
estatísticos para ajudá-los a distinguir diferenças reais 
de diferenças devidas à variação aleatória (p.e., 
quando comparando grupos experimentais e controle). 
 
Testes não experimentais de hipóteses 
Sabrina B 
 
 
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Alguns tipos de hipóteses não podem ser testadas em 
experimentos controlados por razões éticas ou 
práticas. Por exemplo, uma hipótese sobre infecção 
viral não pode ser testada dividindo as pessoas 
saudáveis em dois grupos e infectando um grupo: 
infectar pessoas saudáveis não é seguro nem ético. Da 
mesma forma, um ecologista que estuda os efeitos das 
chuvas não conseguiria fazer chover em uma parte de 
um continente, mantendo outra parte seca para 
controle. 
Em situações como estas, os biólogos podem utilizar 
modelos não experimentais para teste de hipótese. Em 
um teste não experimental de hipótese, o pesquisador 
prevê observações ou padrões que devem ser vistos na 
natureza se a hipótese estiver correta. O pesquisador 
então coleta e analisa dados para verificar se os 
padrões estão, de fato, presentes. 
 
Referências: 
-Khanacademy 
https://www.inf.ufsc.br/~andre.zibetti/probabilidade/
teste-de-hipoteses.html 
https://www.statisticshowto.com/probability-and-statistics/hypothesis-testing/ 
https://www.inf.ufsc.br/~andre.zibetti/probabilidade/teste-de-hipoteses.html
https://www.inf.ufsc.br/~andre.zibetti/probabilidade/teste-de-hipoteses.html