Experimento natural

Un experimento naural é un estudo no cal os individuos (ou grupos de individuos) están expostos ás condicións experimentais e de control que están determinadas polo funcionamento espontáneo da natureza ou por outros factores fóra do control dos investigadores. O proceso que goberna as exposicións pode dicirse que lembra o asignamento aleatorio. Así, os experimentos naturais son estudos observacionais e non están controlados no sentido tradicional dun experimento aleatorizado (un estudo de intervención). Os experimentos naturais son máis útiles cando houbo unha exposición claramente definida que afecta a unha subpobaoción ben definida (e a ausencia de exposición nunha subpoboación similar) de modo que eses cambios nos resultados poden ser plausiblemente atribuídos á exposición. Neste sentido, a diferenza entre un experimento natural e un experimento observacional non experimental é que o primeiro inclúe unha comparación das condicións que achaian o camiño para a inferfencia causal, pero os últimos non.
Os experimentos naturais empréganse como deseños de estudos cando é extremadamente difícil de aplicar unha experimentación controlada ou esta non é ética, como en varias áreas de investigación abordadas pola epidemioloxía (como avaliar o impacto na saúde de varios graos de exposición á radiación ionizante en persoas que vivían en Hiroshima no momento da explosión atómica) e a economía (como estimar o retorno económico comparado co grao de escolaridade obtido en adultos nos Estados Unidos). Historia
Un dos experimentos naturais mellor coñecidos foi o gromo de cólera da rúa Broad de 1854 en Londres, Inglaterra. O 31 de agosto de 1854, un importante gromo de cólera azoutou o Soho. Nos seguintes tres días, morreron 127 persoas que vivían preto da rúa Broad. Ao final do gromo morreran 616 persoas. O médico John Snow identificou que a fonte do gromo era unha bomba de auga pública próxima, usando un mapa de mortos e doentes que mostraron un agrupamento de casos arredor da bomba.
Neste exemplo, Snow descubriu que había unha forte asociación entre o uso da auga da bomba, e as mortes e casos de enfermidade debidas ao cólera. Snow atopou que a Southwark and Vauxhall Waterworks Company, que subministraba auga aos distritos con altas taxas de enfermidade, obtiña a auga do río Támesis augas abaixo de onde se vertían augas residuais no río. A diferenza disto, os distritos que recibían auga da Lambeth Waterworks Company, que traía a auga desde augas arriba do punto de descarga das augas residuais, tiñan baixos índices de enfermidade. Dado o desenvolvemento en mosaico case ao chou da subministración de auga no Londres do século XIX, Snow viu o desenvolvemento como "un experimento. .. á máis grande escala. " Por suposto, a exposición ás augas polucionadas non estaba baixo o control de ningún científico. Por tanto, esta exposición foi recoñecida como que era un auténtico experimento natural. Exemplos recentes
Tamaño familiar
Un estudo feito por Angrist e Evans (1998) tiña como obxectivo estimar o efecto do tamaño das familias no resultado obtido no mercado laboral pola nai. Hai polo menos por dúas razóns polas que as correlacións entre o tamaño da familia e varios dos resultados (por exemplo, os ingresos) non nos informan de como afecta o tamaño da familia ao resultado no mercado laboral. A primeira é que tanto os resultados do mercado laboral coma o tamaño da familia poden ser afectados por "terceiras" variables non observadas (por exemplo, preferencias persoais). A segunda razón é que os propios resultados do mercado laboral poden afectar ao tamaño de familia (o que se chama "causalidade inversa"). Por exemplo, unha muller pode atrasar a decisión de ter un fillo se consegue un ascenso no traballo. Os autores observaron que as familias con dous fillos do mesmo sexo (ou dous nenos ou dúas nenas) era substancialmente máis probable que tivesen un terceiro fillo que as que tiñan como fillos un neno e unha nena. O sexo dos primeiros dous fillos constitúe, pois, un tipo de experimento natural: é como se un experimentador asignara aleatoriamente algunhas familias para ter dous descendentes e outras para ter tres. Os autores foron despois capaces de estimar fiablemente o efecto causal de ter un terceiro fillo sobre os resultados no mercado laboral. Angrist e Evans atoparon que ter fillos tiña un maior efecto sobre as mulleres pobres e menos educadas que sobre as mulleres máis educadas, aínda que o efecto de ter un terceiro fillo adoitaba a desaparecer ao chegar o fillo aos 13 anos. Tamén atoparon que ter un terceiro fillo tiña pouco efecto sobre os ingresos dos maridos.
Concursos
En economía, os programas de concursos de televisión son estudados frecuentemente como formas de experimentos naturais. Aínda que os concursos poderían considerarse contextos artificiais, poden considerarse experimentos naturais debido a que o contexto orixínase sen interferencia do científico. Os concursos foron utilizados para estudar un amplo rango de tipos de comportamentos económicos, como a toma de decisións en situación de risco e o comportamento cooperativo.
Prohibición de fumar
Na localidade de Helena, Montana aplicouse a prohibición de fumar en todos os espazos públicos, incluíndo bares e restaurantes, durante un período de seis meses desde xuño de 2002 a decembro de 2002. Helena está illada xeograficamente e atendida por un só hospital. Os investigadores observaron que a taxa de ataques ao corazón diminuíu un 40 % mentres a prohibición de fumar estivo en vigor. Os opoñentes á lei conseguiron suspender a aplicación da lei pasados os seis meses, despois do cal a taxa de ataques ao corazón volveu subir. Este estudo foi un exemplo de experimento natural, chamado un estudo mixto (crossover study), no que a exposición (ao fume de tabaco neste caso) se retira durante un tempo e despois volve a aplicarse. O estudo tamén revelou a súa propia debilidade, que podería suxerir que a incapacidade de controlar as variables en experimentos naturais pode impedir aos investigadores extraer conclusións claras. '
Ensaios de armas nucleares
Os ensaios de armas nucleares liberaron grandes cantidades de isótopos radioactivos na atmosfera, algúns dos cales deberían incorporarse aos tecidos biolóxicos. Esta liberación rematou despois do Tratado de prohibición parcial dos ensaios nucleares de 1963, que prohibía ao ensaios nucleares atmosféricos (non os subterráneos). Isto lembra un experimento de pulso e caza a grande escala, pero non podería ser realizado como un experimento normal en humanos debido a cuestións de ética científica. Foi posible realizar varios tipos de observacións (en persoas nacidas antes de 1963), como a determinación da taxa de substitución para as células en diferentes tecidos humanos.
Recrutamento para a guerra de Vietnam
Unha importante cuestión en investigación económica é qué determina os ingresos económicos. Angrist (1990) avaliou os efectos do servizo militar nos ingresos económicos ao longo da vida. Usando métodos estatísticos desenvolvidos en econométrica, Angrist aproveitou o asignamento aleatorio aproximado do sorteo de recrutamento da guerra de Vietnam para utilizalo como unha variable instrumental asociada coa elixibilidade (ou non elixibilidade) para o servizo militar. Como moitos factores poderían predicir se alguén faría o servizo militar, a elección por medio dun sorteo de recrutamento supoñía un experimento natural no cal os recrutados podían compararse cos non recrutados, porque os dos grupos non deberían diferir substancialmente antes do servizo militar. Angrist atopou que os ingresos económicos obtidos polos veteranos eran, como media, un 15 % menores que os dos non veteranos.
Melanismo industrial
Durante a Revolución Industrial do século XIX, moitas especies de avelaíñas, incluíndo a ben estudada Biston betularia, respondían á contaminación atmosférica por dióxido de xofre e feluxe que manchaba as árbores arredor das cidades cun cambio de cor chamado melanismo industrial, que consiste nun drástico incremento da frecuencia das formas escuras de avelaíñas respecto das antes abundantes formas claras e con deseños a manchas. No século XX, a medida que as regulacións legais fixeron que mellorase o ambiente e houbese menos contaminación, establecéronse as condicións para un experimento natural a grande escala, no cal a tendencia ao melanismo foi revertida, e as formas melánicas fixéronse rapidamente máis escasas. O efecto fixo que os biólogos evolutivos L. M. Cook e J. R. G. Turner chegasen á conclusión de que "a selección natural é a única explicación crible do declive global".