Долгосрочный эксперимент является экспериментальной процедурой , которая проходит через длительный период времени, для того , чтобы протестировать гипотезу или наблюдать явление , которое происходит при очень медленной скорости. Какая продолжительность считается «длинной», зависит от учебной дисциплины . Например, несколько сельскохозяйственных полевых экспериментов проводились более 100 лет, но гораздо более короткие эксперименты могут квалифицироваться как «долгосрочные» в других дисциплинах. экспериментпредставляет собой «набор действий и наблюдений», подразумевающий, что исследуемой системе навязывается одна или несколько обработок (удобрения, субсидированные школьные обеды и т. д.). Таким образом, долгосрочные эксперименты контрастируют с неэкспериментальными долгосрочными исследованиями, в которых манипулирование исследуемой системой невозможно ( Большое красное пятно Юпитера ) или нежелательно (полевые наблюдения за поведением шимпанзе ).
В физике [ править ]
Oxford Electric Bell был звон в Оксфордском университете с 1840 г., хотя и есть некоторые основания полагать , что это может быть 15 лет старше. [ необходима цитата ]
Beverly часов в Университете Отаго уже работает с 1864 года.
Эксперимент падение шаг был запущен в Университете Квинсленда с 1927 года.
В ботанике [ править ]
Эксперимент Уильям Джеймс Бил Прорастание функционирует с 1879. Это старейший продолжающийся эксперимент в ботанике. Его планируется завершить в 2100 году.
Графики Годвин эксперимент на Wicken Fen заповедника в Кембриджшир , Англия, работает уже с 1920 - х годов и исследует различия между областями растительности , которые никогда не режется, и соответственно все четыре, три или два года , и каждый год.
В сельскохозяйственных исследованиях [ править ]
Долгосрочные эксперименты проверяют устойчивость различных методов ведения сельского хозяйства, измеряемую тенденциями урожайности за десятилетия. Примеры включают эксперимент с травой в парке на экспериментальной станции Ротамстед (1843 год - настоящее время), участки Морроу (1876 год - настоящее время) в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейн , поле Санборн в Университете Миссури (1888 год - настоящее время), участки Магрудера (1892 – настоящее время) в Государственном университете Оклахомы , « Старое вращение Оберна» (1896 – настоящее время) и эксперимент Хоули (1939–1982?).
Эксперименты в Ротамстеде показали, что «урожайность зерна может поддерживаться (и даже увеличиваться) в течение почти 150 лет в монокультурах пшеницы и ячменя, ежегодно вносимых органическими или неорганическими удобрениями». [1] Эти результаты показывают, что методы, которые некоторые сторонники устойчивого сельского хозяйства считают неустойчивыми, могут сохранять «способность фермы производить постоянно», по крайней мере, при некоторых обстоятельствах. Но даже если разнообразие культур в пространстве или времени ( севооборот ) и органические ресурсы не всегда важны для устойчивости, из Ротамстеда и других источников имеется множество доказательств того, что они часто полезны.
В Швейцарии в Шиниге Платте с 1920-х годов проводится эксперимент по изучению воздействия человека на альпийскую среду. [2]
Эксперимент Хоули был примечателен как редкий пример долгосрочного эксперимента по органическому земледелию без поступления питательных веществ извне. Однако примерно через 30 лет было решено начать ввоз навоза. Существуют некоторые разногласия относительно того, было ли «снижение относительной урожайности из органической части» связано с истощением питательных веществ в почве. [3]
В различных краткосрочных экспериментах бобовые (в симбиозе с азотфиксирующими ризобиями ) использовались в качестве источника азота, но хорошие краткосрочные урожаи не доказывают, что система является устойчивой. Проблема в том, что выброс азота из органического вещества почвы может восполнить любой дефицит азота из бобовых в течение десятилетия или более. Старый севооборот показал, что азот из бобовых может уравновешивать азот, удаленный из собранных культур в долгосрочной перспективе. Ключевым моментом является то, что азот из бобовых не удалялся, как это было бы с соевыми бобами, а был вспахан как сидераты. В старом севообороте сидераты выращивались зимой для обеспечения азотом яровых культур (хлопка); это было бы менее практично в более холодном климате.
К долгосрочным сельскохозяйственным экспериментам, начатым совсем недавно, относятся эксперименты по долгосрочным исследованиям сельскохозяйственных систем в Калифорнийском университете в Дэвисе, начатые в 1993 году [4].
В микробиологии и эволюционной биологии [ править ]
В микробиологии [ править ]
В Великобритании Центра астробиологии в рамках Эдинбургского университета и в Институте аэрокосмической медицины с Германским аэрокосмическим центром , Чарльз Кокелл и Ральф Мёллер создал «500-летний Микробиология эксперимент» , который начался в июле 2014 года для изучения потери жизнеспособности устойчивые к высыханию бактерии в течение длительного времени. Эксперимент включает изучение вегетативных бактерий (чрезвычайно толерантные цианобактерии Chroococcidiopsis sp.) И спорообразующих бактерий ( Bacillus subtilis ). [5] [6]
Эксперимент состоит из двух дубовых деревянных ящиков с дубликатами образцов, которые будут храниться в Эдинбургском университете и Музее естественной истории.. Каждые два года в течение следующих 24 лет будут открываться три образца обоих организмов, содержащихся в стеклянных ампулах, и подсчитываться количество жизнеспособных клеток. Первая временная точка была взята в 2014 году. В каждой ячейке эксперимент дублируется в эксперимент с уменьшенным и несниженным фоновым излучением, при этом один набор образцов хранится в свинцовом ящике, чтобы уменьшить фоновое излучение, позволяя воздействие излучения в сочетании с высыханием жизнеспособности необходимо изучать в течение длительного периода. Это было мотивировано желанием понять, как микробы переживают высыхание в пустынях, скалах, вечной мерзлоте и их потенциальное выживание в космосе. Также будут изучены разрушение и пути деградации биомолекул. Помимо основного эксперимента,существует множество образцов, включая чашки с высушенным агаром и эндолиты, для исследования в течение длительного времени.
Один из деревянных ящиков был доставлен в Музей естествознания 27 февраля 2015 года и будет храниться в коллекции цианобактерий.
В эволюционной биологии [ править ]
Эксперименты Ричарда Ленски по эволюции кишечной палочки проводятся с 1988 года на протяжении более 50 000 поколений. [7] Эксперименты по эволюции кукурузы при искусственном отборе на содержание масла и белка охватывают больше лет, но гораздо меньше поколений (только 65). [8] [9]
Одомашненных чернобурка , продолжающейся реализации программы разведения с 1959 года с драматическими результатами.
Эксперимент «Темная муха», начатый Сюичи Мори (Университет Киото) в 1954 году, изучает эволюцию обыкновенной плодовой мухи, выращиваемой в постоянной темной комнате в течение 57 лет (более 1400 поколений). В 2012 году третий последователь эксперимента Наоюки Фьюз выполнил полное секвенирование генома штамма и сообщил о 5% изменениях по сравнению с штаммом дикой природы. [10]
В экологии [ править ]
Национальный научный фонд США поддерживает ряд долгосрочных экологических экспериментов, в основном в экосистемах, которые меньше подвержены влиянию человека, чем большинство сельскохозяйственных экосистем. См. LTER . В Великобритании Ecological Continuity Trust работает над продвижением и обеспечением будущего долгосрочных экологических экспериментов, ведя регистр экспериментов, в которых лечение применялось не менее шести лет.
Ряд других территорий, иногда называемых принудительными парками , можно рассматривать как давние экологические эксперименты, потому что они были заброшены людьми и вернулись в почти дикое состояние. К ним относятся территории, заброшенные по политическим причинам, такие как Корейская демилитаризованная зона , или зоны загрязнения окружающей среды, такие как Зона отчуждения Чернобыльской АЭС .
В медицине и психологии [ править ]
Framingham Heart Study уже работает непрерывно с 1948 года.
Грант исследование в лаборатории развития взрослых в отделении психиатрии в Brigham и женская больница , Harvard Medical School филиал, проводят продольное исследование человеческого развития взрослого , на следующие две группы лиц , поскольку они стареют (268 Harvard выпускников и 456 мужчин из центральной части Бостона ). Исследование проводится с 1937 года и в настоящее время является самым продолжительным из когда-либо проводившихся исследований взрослой жизни.
Ссылки [ править ]
- ↑ Jenkinson DS (январь 1991 г.). «Долгосрочные эксперименты Ротамстеда: они все еще полезны?». Агрономический журнал . 83 (1): 2–10. DOI : 10,2134 / agronj1991.00021962008300010008x .
- ^ Хегг O, Шафнер U (2012). 80 Jahre Experimentelle Ökosystemforschung auf der Schynigen Platte im Berner Oberland (на немецком языке). Haupt Verlag AG. ISBN 9783258077208.
- ^ Stanhill G (январь 1990). «Сравнительная продуктивность органического сельского хозяйства». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . 30 (1-2): 1-26. DOI : 10.1016 / 0167-8809 (90) 90179-H .
- ^ "Долгосрочные исследования сельскохозяйственных систем" . Калифорнийский университет в Дэвисе.
- ^ Кокелл C (май 2014). «500-летний микробиологический эксперимент» . Микробиология сегодня (Первая мировая война): 95–96.
- ^ Кокелл С (2015). «500-летний эксперимент» (PDF) . Астрономия и геофизика . 56 (1): 28–29. Bibcode : 2015A & G .... 56a1.28C . DOI : 10,1093 / astrogeo / atv028 .
- ↑ Blount ZD, Borland CZ, Lenski RE (июнь 2008 г.). «Историческая случайность и эволюция ключевой инновации в экспериментальной популяции Escherichia coli» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (23): 7899–906. DOI : 10.1073 / pnas.0803151105 . PMC 2430337 . PMID 18524956 .
- ^ Burson BL, шишка EC (1969). «Поведение, передача и морфологические эффекты дополнительных хромосом в Panicum coloratum L.1». Наука о растениеводстве . 9 (2): 176–181. DOI : 10.2135 / cropsci1969.0011183X000900020020x .
- ^ Dudley JW, Ламберт RJ (1969). «Генетическая изменчивость после 65 поколений селекции в штаммах Zea mays L.1 с высоким содержанием масла, низким содержанием масла, высоким содержанием белка и низким содержанием белка в Иллинойсе». Наука о растениеводстве . 9 (2): 179–181. DOI : 10.2135 / cropsci1969.0011183X000900020021x .
- ^ Идзуцу М, Чжоу Дж, Сугияма Й, Нисимура О, Айдзу Т, Тойода А и др. (2012-03-14). «Особенности генома« Темной мухи », линии дрозофилы, долгое время выращиваемой в темноте» . PLOS ONE . 7 (3): e33288. Bibcode : 2012PLoSO ... 733288I . DOI : 10.1371 / journal.pone.0033288 . PMC 3303825 . PMID 22432011 .
