Långtidsexperiment
Ett långtidsexperiment är en experimentell procedur som löper över en lång tidsperiod, för att testa en hypotes eller observera ett fenomen som sker i extremt långsam takt. Vilken varaktighet som anses vara "lång" beror på den akademiska disciplinen . Till exempel har flera jordbruksfältförsök pågått i mer än 100 år, men mycket kortare experiment kan kvalificeras som "långsiktiga" inom andra discipliner. Ett experiment är "en uppsättning åtgärder och observationer", vilket innebär att en eller flera behandlingar (gödselmedel, subventionerade skolluncher, etc.) åläggs det system som studeras. Långtidsexperiment står därför i kontrast till icke-experimentella långtidsstudier där manipulation av det studerade systemet är omöjligt (t.ex. Jupiters stora röda fläck ) eller oönskat (t.ex. fältobservationer av schimpansbeteende ).
I fysik
Oxford Electric Bell har ringt vid Oxford University sedan 1840, även om det finns någon anledning att tro att den kan vara 15 år äldre.
Beverly Clock vid University of Otago har varit igång sedan 1864.
Pitch drop-experimentet har pågått vid University of Queensland sedan 1927.
I botaniken
William James Beal Germination Experiment har pågått sedan 1879. Det är det äldsta pågående experimentet inom botanik. Det är planerat att vara klart år 2100.
Godwin Plots -experimentet vid Wicken Fen -reservatet i Cambridgeshire , England, har pågått sedan 1920-talet och utforskar skillnaderna mellan områden av vegetation som aldrig skärs, respektive alla fyra, tre eller två år och varje år.
Inom jordbruksforskning
Långsiktiga experiment testar hållbarheten hos olika jordbruksmetoder, mätt med skördetrender under decennier. Exempel inkluderar Park Grass Experiment vid Rothamsted Experimental Station (1843–nuvarande), Morrow Plots (1876–nuvarande) vid University of Illinois i Urbana–Champaign , Sanborn Field vid University of Missouri (1888–nuvarande), Magruder Plots (1892–nuvarande) vid Oklahoma State University , Auburn's Old Rotation (1896–nutid), och Haughley-experimentet (1939–1982?).
Experiment vid Rothamsted visade att "spannmålsskörd kan bibehållas (och till och med öka) i nästan 150 år i monokulturer av vete och korn som ges organiskt eller oorganiskt gödselmedel årligen". Dessa resultat visar att metoder som anses ohållbara av vissa förespråkare för hållbart jordbruk kan bevara "en gårds förmåga att producera evigt", åtminstone under vissa omständigheter. Men även om mångfald av grödor i rum eller tid ( växelbruk ) och organiska insatser inte alltid är avgörande för hållbarhet, finns det rikliga bevis från Rothamsted och andra håll att de ofta är fördelaktiga.
Ett experiment i fjällbete har pågått i Schweiz vid Schynige Platte från 1920-talet och tittat på den mänskliga effekten på den alpina miljön.
Haughley-experimentet var anmärkningsvärt som ett sällsynt exempel på ett långsiktigt experiment i ekologiskt jordbruk utan externa tillförsel av näringsämnen. Efter cirka 30 år beslutades dock att börja importera gödsel. Det råder viss oenighet om huruvida en "minskning av relativa skördar från den ekologiska delen" berodde på en utarmning av marknäringsämnen.
Olika korttidsförsök har använt baljväxter (i symbios med kvävefixerande rhizobia ) som kvävekälla, men goda kortsiktiga skördar bevisar inte att systemet är hållbart. Problemet är att utsläpp av kväve från organiskt material i marken kan kompensera för eventuell brist på kväve från baljväxter under ett decennium eller mer. Den gamla rotationen visade att kväve från baljväxter kan balansera bort kväve i en skördad gröda på lång sikt. En nyckelpunkt är att kvävet i baljväxterna inte togs bort, som det skulle vara med en sojabönsgröda, utan plöjdes under som gröngödsel. I Gamla Rotationen odlades gröngödseln under vintern för att tillföra kväve till en sommargröda (bomull); detta skulle vara mindre praktiskt i kallare klimat.
Långsiktiga jordbruksexperiment som har startats på senare tid inkluderar Long-Term Research on Agricultural Systems experiment vid UC Davis, som startade 1993.
I mikrobiologi och evolutionsbiologi
I mikrobiologi
Vid UK Centre for Astrobiology inom University of Edinburgh och vid Institute of Aerospace Medicine med German Aerospace Center , etablerade Charles Cockell och Ralf Möller "500-Year Microbiology Experiment" som startade i juli 2014 för att studera förlusten av livskraft för uttorkningsresistenta bakterier under långa perioder. Experimentet omfattar studier av vegetativa bakterier (den extremt toleranta cyanobakterien, Chroococcidiopsis sp.) och sporbildande bakterier ( Bacillus subtilis ).
Experimentet omfattar två ekträlådor som innehåller dubbla prover, som ska förvaras vid University of Edinburgh och Natural History Museum . Vartannat år under de kommande 24 åren, och därefter vart 25:e år under de kommande 475 åren, kommer tredubbla prover av båda organismerna som finns i glasampuller att öppnas och antalet livskraftiga celler räknas upp. Den första tidpunkten togs 2014, och den sista är avsedd att tas den 30 juni 2514. Inom varje ruta dupliceras experimentet till ett reducerad och icke-reducerad bakgrundsstrålningsexperiment, där en uppsättning prover förvaras i en blybox för att minska bakgrundsstrålningen, vilket gör att strålningens inverkan i kombination med uttorkning på livskraften kan studeras under långa perioder. Det motiverades av en önskan att förstå hur mikrober överlever uttorkning i öknar, stenar, permafrost och deras potentiella överlevnad i rymden. Biomolekylers förstörelse och nedbrytningsvägar kommer också att studeras. Utöver kärnexperimentet finns det en mängd olika prover inklusive torkade agarplattor och endoliter för undersökning under långa perioder.
En av trälådorna levererades till Naturhistoriska museet den 27 februari 2015 och kommer att kureras inom cyanobakteriesamlingen.
I evolutionsbiologi
Richard Lenskis experiment på utvecklingen av E. coli har pågått sedan 1988 i mer än 50 000 generationer. Experiment med utvecklingen av majs under artificiellt urval för olja och proteininnehåll representerar fler år, men mycket färre generationer (endast 65).
Den domesticerade silverräven , ett pågående avelsprogram sedan 1959 med dramatiska resultat.
"Dark Fly"-experimentet startat av Syuichi Mori (Kyoto University) 1954 studerar utvecklingen av vanliga fruktflugor som fötts upp i ett konstant mörkt rum i 57 år (över 1400 generationer). År 2012 utförde den tredje efterföljaren till experimentet, Naoyuki Fuse, hela genomsekvenseringen av stammen och rapporterade omkring 5 % förändringar från vilda djurstammen.
I ekologi
US National Science Foundation stödjer ett antal långsiktiga ekologiska experiment, mestadels i ekosystem som är mindre direkt påverkade av människor än de flesta jordbruksekosystem är. Se LTER . Inom Storbritannien arbetar Ecological Continuity Trust för att främja och säkra framtiden för långsiktiga ekologiska experiment, och upprätthålla ett register över experiment där behandlingar har använts i minst sex år.
Ett antal andra områden, ibland kallade ofrivilliga parker , kan betraktas som långvariga ekologiska experiment, eftersom de har övergivits av människor och återställts till nära- feralt tillstånd. Dessa inkluderar områden som övergivits av politiska skäl, såsom den koreanska demilitariserade zonen , eller miljöförorening, såsom Tjernobyls kärnkraftverks exkluderingszon .
Inom medicin och psykologi
Framingham Heart Study har pågått kontinuerligt sedan 1948.
Grant Study vid Laboratory of Adult Development i Department of Psychiatry vid Brigham and Women's Hospital , en Harvard Medical School- filial, genomför en longitudinell studie av mänsklig vuxens utveckling genom att följa två grupper av individer när de åldras (268 Harvard - examinerade och 456 män från innerstaden Boston ). Studien har pågått sedan 1937 och är för närvarande den längsta pågående studien av vuxenlivet som någonsin genomförts.