Experimentos de Biología PAU: dos factores y controles

Si dos grupos cambian a la vez de tratamiento y de condición ambiental, su diferencia no permite separar el efecto de cada factor. Para comparar el tratamiento en ambos niveles de la otra condición, plantea las cuatro combinaciones y compara primero grupos que mantienen fijo uno de los factores. Dos grupos con la misma condición ambiental permiten estudiar la comparación dentro de ese nivel. Este ejemplo original muestra cómo hacerlo, con datos inventados y sin asignarle puntos oficiales.

En la hoja de diseño experimental de Biología encontrarás seis retos diferentes, espacio para responder y soluciones razonadas. Aquí resolvemos un caso completo y abierto: puedes comprobar el método antes de solicitar el imprimible.

Qué preguntas antes de hacer una resta

La variable de respuesta es lo que se mide. Un factor es una condición que se modifica o compara; sus niveles son los valores o categorías que toma. No confundas ninguno de ellos con una condición que se procura mantener igual.

El currículo de Biología de Bachillerato publicado en el BOE incluye formular hipótesis, interpretar resultados y analizar diseños de investigación. Ese marco no establece que este ejercicio vaya a aparecer en una convocatoria ni fija una puntuación para resolverlo.

La referencia metodológica del NIST sobre diseños con dos niveles explica cómo combinar los niveles de varios factores. Nuestro caso reduce la tarea a dos factores y cuatro condiciones. No necesitas realizar una prueba estadística para detectar que una comparación cambia dos cosas a la vez.

Ejemplo original: un tratamiento y dos condiciones

Una actividad escolar estudia el incremento de longitud del tallo de unas plántulas durante siete días. El factor T tiene dos niveles: tratamiento T y vehículo sin T. El segundo factor tiene dos condiciones ambientales, E1 y E2, definidas y mantenidas constantes durante la observación.

No se identifica una sustancia real ni se propone aplicarla. Los valores siguientes son simulados para practicar el diseño y la lectura de datos, no resultados sobre una especie concreta.

En cada combinación se asignan al azar cuatro plántulas comparables, cada una en su recipiente individual. Cada recipiente recibe de manera independiente la condición asignada. Se utilizan el mismo procedimiento de medida y el mismo intervalo, y se mantienen iguales las demás condiciones definidas por el ensayo. Suponemos que no hay interferencia entre recipientes.

Los incrementos medios observados son:

• E1, sin T: 8 mm.
• E1, con T: 11 mm.
• E2, sin T: 13 mm.
• E2, con T: 18 mm.

La pregunta es qué comparaciones permiten estudiar T y qué podemos afirmar a partir de esos cuatro valores. No se facilitan las medidas individuales ni su variabilidad: esta limitación debe acompañar la conclusión.

Primer paso: descarta la comparación confundida

Comparar E1 sin T con E2 con T da 18 − 8 = 10 mm. La operación es correcta, pero al pasar de un grupo al otro cambian tanto T como la condición ambiental.

Por eso sería incorrecto escribir «T aumenta el crecimiento en 10 mm». Los diez milímetros describen la diferencia observada entre esas dos combinaciones. No separan cuánto corresponde a T, cuánto a E y cómo puede variar la diferencia asociada a T según la condición.

Una respuesta ajustada sería: «La media de E2 con T supera en 10 mm a la de E1 sin T; esta comparación cambia los dos factores y no aísla T». La segunda parte de la frase es tan necesaria para interpretar el resultado como la resta.

Segundo paso: compara manteniendo E fija

En E1, comparamos con T frente a sin T: 11 − 8 = 3 mm. En E2 hacemos la misma comparación: 18 − 13 = 5 mm.

Ahora cada resta mantiene fija la condición ambiental. En estos datos, la diferencia asociada a T es de tres milímetros en E1 y cinco en E2. No hay una única diferencia observada que describa ambas condiciones por separado.

También puedes mantener fijo T y comparar E2 frente a E1. Sin T, la diferencia es 13 − 8 = 5 mm. Con T, es 18 − 11 = 7 mm. Es otra pregunta de comparación; conviene indicar siempre qué factor mantienes y cuál cambias.

Los valores no son porcentajes. Si quieres expresar una variación relativa, debes declarar la referencia: en E1, 3/8 × 100 = 37,5 % respecto de la media sin T. Eso no equivale a 37,5 milímetros ni a una diferencia de puntos porcentuales.

Tercer paso: escribe una conclusión con límite

Podemos describir que, en el ensayo simulado, los grupos con T muestran medias superiores a sus controles sin T dentro de ambas condiciones. También podemos señalar que las diferencias observadas no son iguales: 3 y 5 mm.

No podemos concluir únicamente con estas medias que la diferencia sea estadísticamente significativa, que se reproduzca en cualquier población o que exista un mecanismo biológico concreto. La asignación y el control de condiciones fortalecen el diseño, pero no sustituyen la información sobre variabilidad ni el análisis que exigiría cada afirmación.

Tampoco basta con decir «hacen falta más datos» sin concretar. Recuperar las medidas individuales permitiría examinar la dispersión entre unidades; repetir el diseño con nuevas unidades independientes ayudaría a estudiar si el patrón se reproduce. Ninguna de esas acciones garantiza de antemano un resultado significativo.

No confundas cuatro condiciones con cuatro réplicas

Aquí hay cuatro combinaciones de factores y cuatro unidades independientes dentro de cada combinación: dieciséis recipientes en total. Medir dos veces un tallo no crearía un recipiente nuevo ni otra asignación del tratamiento.

La práctica sobre réplicas biológicas y técnicas, escrita en catalán, desarrolla esa distinción. Su ejemplo se centra en contar unidades y lecturas. En esta guía, la decisión principal es elegir comparaciones que no cambien simultáneamente dos factores.

Si necesitas registrar el fallo, escribe algo concreto en la libreta de errores: «atribuí a T una diferencia entre E1 sin T y E2 con T». Ese registro indica qué comparación debes revisar cuando vuelvas a intentarlo.

Preguntas frecuentes

¿Puedo atribuir al tratamiento una diferencia si también cambia otra condición?

No a partir de esa comparación por sí sola. La diferencia describe dos combinaciones distintas; para separar los factores necesitas comparaciones adecuadas y valorar el diseño.

¿Cuatro combinaciones de factores equivalen a cuatro réplicas?

No. Las combinaciones son condiciones del diseño. Las réplicas son unidades independientes dentro de esas condiciones; el enunciado debe indicar cómo se asigna el tratamiento.

¿Una diferencia entre medias demuestra significación estadística?

No. Las medias permiten describir una diferencia observada, pero la significación requiere información sobre variabilidad y un análisis adecuado. No puede garantizarse a partir de una resta.

Practica otra comparación y elige cómo continuar

Intenta ahora los seis retos de la hoja imprimible de diseño experimental. El primer reto se puede leer antes de solicitar acceso; las soluciones de la hoja permiten contrastar tus respuestas después. Es material de estudio, no una autorización para llevarlo al examen.

Puedes abrir la muestra de Biología: sus tres temas son Biomoléculas, Genética molecular y Metabolismo. Para consultar la preparación de tu comunidad, las fichas actuales de Biología disponibles para compra por 12 € son Galicia, Murcia, Castilla-La Mancha, Illes Balears, Andalucía, Cataluña, Navarra y Canarias. Revisa el temario y las condiciones de la ficha antes de elegir.