Как се провежда 500 годишен научен експеримент?
Дългосрочните научни опити изискват огромна доза оптимизъм.
2514 година. Някой предстоящ академик идва в Университета в Единбург (ако университетът към момента съществува), отваря дървена кутия (ако приемем, че кутията не е била изгубена или унищожена през вековете), разрушава няколко стъклени флакона, с цел да откри 500-годишните сухи бактерии вътре. Всичко това допуска, че целият опит не е пропуснат, че инструкциите не са изкривени и науката – или някаква нейна версия – към момента съществува през 2514 година.
Дотогава учените, които са мечтали за този 500-годишен опит – Ралф Мюлер, микробиолог от Германския аерокосмически център и неговите американски сътрудници, несъмнено, няма да бъдат живи. Те в никакъв случай няма да знаят отговорите на въпросите, които са ги интересували през 2014 година, за дълголетието на бактериите.
Идеята се родила от това, че сътрудникът на Мюлер в Университета в Единбург, Чарлз Кокел, не запомнил бактерии от типа Chroococcidiopsis в суха петриева колба и те останали там 10 години. След като ги разкрил схванал, че клетките са към момента жизнеспособни. Има случаи, при които учени са успявали да възродят бактерии от 118-годишни кутии с месо …
„ Всичко това подсказва, че животът на нашата планета не е стеснен от човешките стандарти за дължина на живота ”. Това значи, че в доста случаи ще се изисква работа, която надвишава продължителността на човешкия живот, споделя Мюлер.
Физически 500-годишният опит се състои от 800 елементарни стъклени колби, съдържащи бактерии от типа Chroococcidiopsis или Bacillus subtilis. Стъклените колби са херметизирани с пламък. Половината са предпазени с олово, с цел да ги защищава от излъчването на радон или галактически лъчи, което може да аргументи увреждане на ДНК.
Всяка година през първите 24 години, а по-късно на всеки четвърт век за идващите 475 години, учените би трябвало да дойдат да тестват изсушените бактерии за жизненост и да ревизират дали има увреждане на ДНК. Отварянето на флаконите, прибавянето на вода и преброяването на колонии, които порастват от рехидратирани бактерии, е релативно елементарно. Трудната част е да се подсигурява, че някой ще продължи да прави това по график и през идващите 500 години. Екипът е оставил USB стик с указания, което Мюлер осъзнава, че е надалеч от съответно, като се има поради какъв брой бързо цифровите технологии стават ненужни. Те също по този начин са оставили книжен притежател.
„ Но помислете за 500-годишна хартия “, споделя той, по какъв начин би пожълтяла и евентуално разпаднала се … Но би трябвало ли да издълбаем инструкциите върху камък? Трябва ли да ги издълбаем в железна плоча? Но какво ще стане, в случай че някой, който не може да чете днешното писмо, пристигна и реши да си вземе металната плоча като лъскава светиня, както в миналото са плячкосвали антични гробници…
Никоя тактика няма да е изцяло сигурна 500 години по-късно. Така екипът изисква от откривателите на всеки 25-годишен интервал да копират инструкциите, тъй че те да останат лингвистично и софтуерно настоящи идващите пет века.
Мюлер и сътрудниците му са измежду най-амбициозните учени, които възнамеряват дълготраен опит, само че има и други.
През 1927 година физик на име Томас Парнел изсипва катран във фуния и изчаква бавното капене на високо вискозната субстанция. Когато Парнел починал, попечителството на опита с капката минава през верига от физици, които чинно са записвали всяка капка. Последната капка пада през април 2014 година, а опитът може да продължи толкоз дълго, колкото е по-голяма височината на фунията.
В биологията има и няколко други дълготрайни проучвания. В провинциалното имение на производител на тор в Англия, учени учат по какъв начин разнообразни торове въздействат върху характерните култури, отглеждани в същите полета година след година от 1843 година
В Илинойс учени организират изследване за царевица от 1896 година. А в Мичиганския държавен университет, ботаник погребал 20 стъклени бутилки с по 50 семена през 1879 година, които би трябвало да бъдат изкопавани на постоянни шпации и тествани за жизненост. Местоположението на бутилките се пази в загадка, с цел да се предотврати подправяне. Последната бутилка ще бъде изкопана през 2020 година.
В Мичиганския държавен университет се организира и опит с бактерията Е. coli, който може да продължава епохи наред. От февруари 1988 година лабораторията на микробиолога Ричард Ленски следи по какъв начин Е. coli придобива разновидности и се развива през поколенията. В момента те са генерация номер 70 500. Тъй като Е. coli се възпроизвежда толкоз бързо, това е като да следим еволюцията със супер скорост. Независимо от това, че опитът е сполучлив във времето, Ленски не мисли за далечното бъдеще. Смята, че опитът ще продължи още няколко години и в един миг, когато усети, че е събрал толкоз, колкото може, ще го приключи. „ Но всякога, когато загатвах на хората, че може да приключя опита “, спомня си той, „ те споделяха – не трябва да го правиш. Това ме накара да осъзная, че хората правят оценка дълголетието на сходен опит и капацитета на изненадите. “
Лабораторията на Ленски направи едно от най-изненадващите си открития през 2003 година Е. coli ненадейно е развила разновидност даваща й способността да яде молекула, наречена цитрат. Разглеждайки предходните генерации, които лабораторията е запазила и архивирала, студент на Ленски съумява да реконструира поредицата от разновидности, които последователно са довели до това, което наподобява на бърза смяна.
Всеки ден някой в лабораторията на Ленски трансферира Е. coli в нова колба, употребявайки същия тип стъклени съдове и същите растежни среди, които употребяват от 30 години. Подобно на бактериите, техниките за проучването им са се развили. Днес учените могат да подредят целия геном на Е. coli, да вземем за пример – само че бактериите ще продължат да се трансформират. Ленски е разпознал към този момент академик, на който ще завещае опита, когато се пенсионира.
„ Разбира се, с цел да продължи сходен опит, допускам, че науката към момента ще наподобява като през днешния ден, в смисъл, че университетите ще съществуват, ще има професори с лаборатории и така нататък “, споделя Ленски. „ И въпреки всичко, в случай че погледнем не толкоз надалеч в предишното, това не е методът, по който е правена науката. “ Само преди няколкостотин години парите за научни проучвания са идвали основно от богати настойници, а не от държавни организации.
Вековният опит се нуждае и от дълготраен финансов проект, а Ленски търси собствен състоятелен патрон. Експериментът му се употребява с държавно финансиране, само че той знае, че това е ненадеждно, изключително в случай че публичната поддръжка за науката бъде прекъсната. В идеалния случай, той би желал да сътвори подаяние и към този момент е направил изчисленията: подаяние от 2,5 милиона $ ще обезпечи възвръщаемост от към Щатски долар 100 000 на година, която би трябвало да покрива разноските за материали и заплатата на механик, който да работи всеки ден по опита.
500-годишният микробиологичен опит на Мюлер е надалеч по-евтин и по-малко ангажиращ, защото изисква един откривател да работи върху него единствено един път на всеки 25 години. Но това изисква от хората да си спомнят, да ценят науката като начинание и да разполагат с запаси, с цел да я изпълнят. Тъй като опитът стартира едвам през 2014 година, планирането му за 500 години напред наподобява изисква избран оптимизъм за стабилността на нашия сегашен свят.
Публикувано в TheAtlantic.com.
