Bioestadística, bioinformática y agricultura

La profundización en el conocimiento en las diversas áreas conceptuales hace necesario redefinir muchas de esas áreas, e incluso, crea la necesidad de construir nuevas categorías dentro del conocimiento humano. Estas nuevas categorías son muchas veces la fusión de algunos elementos de distintas áreas del conocimiento, algunas veces como campos totalmente nuevos, otras veces de manera un poco más simple como las aplicaciones que pueda tener determinada área del conocimiento ya existente sobre otra área del conocimiento también existente.
La agricultura en términos generales puede ser definida como el cultivo de la tierra, principalmente para la obtención de alimentos. Hasta hace algunos años, era un concepto que no guardaba ninguna relación con la estadística ni con la informática. La estadística puede ser definida, también en términos muy generales, como la recolección y análisis de datos. Al ser la agricultura un proceso de vital importancia para que el desarrollo de la humanidad sea sustentable, ésta pasó a ser una de las tantas áreas del conocimiento sobre las cuales se ha estado aplicando el método científico, el cual da la oportunidad de probar una serie de tratamientos e indicar con sus resultados la aceptación o el rechazo que se dé sobre una hipótesis y así ir mejorando y haciendo más eficiente el proceso agrícola. Esta idea es extensible a la producción animal, a la microbiología y a la ecología en general, y es con la estadística que se logra probar las hipótesis planteadas.
Entendiendo que la agricultura, la producción animal y la microbiología son áreas del conocimiento en las que se utilizan organismos vivos con un fin utilitario, y que, la ecología se basa en interacciones entre organismos vivos, se dá la aparición de un nuevo concepto que es la bioestadística que no es mas que la aplicación de principios estadísticos en la recolección y análisis de datos cuando el sujeto de estudio son sistemas biológicos. Debido a que las plantas cultivadas son organismos vivos, y estas plantas desempeñan el rol central en la agricultura, se indica que la relación existente entre bioestadística y agricultura se da cuando se aplican principios estadísticos en la recolección y análisis de datos sobre poblaciones de plantas cultivadas o sobre poblaciones de organismos asociados a las especies cultivadas tales como insectos plaga, malezas, patógenos, microorganismos benéficos para la especie cultivada, etc. Para muchos es innecesaria la utilización del concepto de bioestadística, argumentando que la estadística no cambia su esencia para ser aplicada a sistemas biológicos, sin embargo, es un concepto de amplia utilización y por tanto se hace necesaria su conceptualización. La bioestadística puede también ser definida como el área del conocimiento en que confluyen los campos de la biología y la estadística, que será justamente tal como se mencionó, el área en la cual se utilizan fundamentos estadísticos para la recolección y análisis de datos sobre sistemas biológicos. El diseño de experimentos aplicado a evaluación de cultivares, o a prácticas de fertilización, o a prácticas de riego, o al control de plagas y enfermedades, o a la evaluación de crecimiento micelial en distintos medios de cultivo, o al estudio de dinámica poblacional de insectos plaga o de patógenos, son parte de la bioestadística. El uso de otras herramientas disponibles tales como redes neuronales, o inteligencia artificial, utilizadas en la modelación de procesos biológicos, forma parte de la bioestadística.
La informática es el área del conocimiento que estudia el tratamiento automático de la información, lo cual permite su almacenamiento, procesamiento y transmisión en grandes volúmenes. Al tomar elementos de la informática, y aplicarlos a sistemas biológicos, se está entrando en el campo de la bioinformática, sin embargo, la idea actual de bioinformática es aplicada a las situaciones en que se combina la estadística y la informática para dar tratamiento a sistemas biológicos. Bajo esta premisa, pudiera verse que la bioinformática es el área de la bioestadística en que se aplican conceptos informáticos para poder generar y analizar grandes volúmenes de datos. Esta fue una necesidad desde el momento en que se pensó generar secuencias de ADN (el ADN es una molécula conformada por millones de nucleótidos bien sean de adenina, timina, citosina o guanina), o cuando se pensó en poder determinar el o los genes involucrados en la expresión de cierta característica mediante el análisis de miles de genes a un mismo tiempo, lo cual se logra actualmente con los llamados microarreglos, o chips de ADN. En general, el concepto que se tiene de bioinformática se originó por la necesidad de generar, registrar y analizar datos provenientes de las llamadas “’omicas”: genómica, transcriptómica, proteómica y metabolómica, áreas del conocimiento que al trabajar a nivel molecular indudablemente tienen el potencial de generar miles y millones de datos en muy cortos períodos de tiempo. Bien sea para las secuencias de ADN, o bien sea para los microarreglos, o para cualquier trabajo relacionado con las ómicas, hacen falta poderosas herramientas informáticas que permitan generar miles de datos en un lapso de tiempo muy pequeño y que adicionalmente puedan registrar los miles de resultados que se van dando. Una vez registrados hacen falta poderosas herramientas estadísticas que tengan la capacidad de lograr el análisis de este gran volumen de datos para que puedan ser correctamente interpretados. Su relación con la agricultura es sumamente estrecha, ya que todo estudio “ómico” sobre especies cultivadas, o sobre organismos asociados a la especie cultivada, requerirá del uso de la bioinformática. Sin embargo, es necesario destacar que el concepto de bioinformática debería ser más amplio y no restringirse a lo anteriormente mencionado. Todas aquellas aplicaciones que se desarrollan sobre procesos productivos deberían ser incluidas en el concepto de bioinformática, aplicaciones como las que permiten el registro de contaje de plagas y/o patógenos en procesos agrícolas deberían ser incluidas bajo el concepto genérico de bioinformática.

Biología, estadística e informática son conceptos que en la actualidad aportan herramientas para nuevos conceptos como la bioestadística y la bioinformática. Cada vez se hace más evidente que, a pesar de lo robusto que deben ser los conceptos para tener total claridad en las áreas de trabajo que se desarrollan en todo el campo del conocimiento humano, no es menos cierto que estas definiciones deben ser lo suficientemente amplias y flexibles que permitan la incorporación de las nuevas disciplinas que se van generando.

Ing. Agr. Hernán E. Laurentin T. (M. Sc., Ph. D.)

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