Maailman kauimmin kestäneet tieteelliset kokeet

Tieteelliset kokeet suunnitellaan usein kestämään viikkoja tai kuukausia, parhaimmillaan muutaman vuoden. Toisin on näiden tutkimusten kohdalla.

Listafriikki keräsi kasaan tutkimuksia, jotka ovat kestäneet jo tähän mennessä useita vuosikymmeniä ja jopa yli vuosisadan, eikä loppua ole näkyvissä. Maailma ympärillä voi muuttua ja tutkijat vaihtua moneen kertaan, mutta nämä tieteelliset kokeet tulevat jatkumaan… Noh, kuka tietää miten kauan.

Oxfordin soiva kello

Clarendonin laboratorio Oxfordin yliopistossa, Englannissa, on tunnettu lähinnä yhdestä asiasta. Siellä sijaitsee kello, joka on lyönyt jatkuvasti 180 vuoden ajan.

Messinkinen kello toimii kahdella ikivanhalla patterilla, jotka on jossain vaiheessa päällystetty sulatetulla rikillä, jotta ympäristön kosteus ei pääse niitä tuhoamaan. Paristojen sisällöstä ei kellään ole täyttä varmuutta, eikä kukaan myöskään tiedä, milloin ne kuluvat loppuun.

Vuodesta 1840 saakka kello on lyönyt yli 10 miljardia kertaa, ja nykyisin sitä pidetään lasisen kuvun takana osaksi myös sen takia, että loputon kellonkilkatus ei aja ketään hulluuden partaalle. Laboratorion tutkijat elävät jatkuvassa odotuksessa, sillä vaikka kellon toisaalta haluttaisiin lyövän ikuisesti, ei osa malta odottaa, että pääsisi käsiksi patterien saloihin.

E. colin evoluutio

Evoluution seuraaminen reaaliajassa on lähes mahdotonta, sillä muutokset tapahtuvat vuosituhansien ja -miljoonien aikana. Ihmiselämä ei riitä eliölajin kokonaisvaltaisen muutoksen seuraamiseen luonnossa, mutta onneksi laboratorio-olosuhteissa voidaan saada aikaan (lähes) ihmeitä. 

Massiivisen haasteen pitkän ajan evoluution tutkimukseen otti vastaan evoluutiobiologi Richard Lenski, joka vuonna 1988 aloitti työn Escherichia coli -bakteerilla alkaen kasvattaa ja jakaa sitä systemaattisesti. Työ jatkuu edelleen.

Lenskin työryhmä ottaa kaikista bakteerikasvustoista päivittäin yhden prosentin uudelle alustalle, jotta he voivat seurata perimässä tapahtuvia muutoksia reaaliajassa. Työnsä Lenski aloitti 12 lähes identtisellä bakteeriviljelmällä, mutta kannat ovat muuntuneet vuosien aikana valtavasti. Yksi eristetty kanta on sopeutunut kasvamaan jopa sitruunahapossa, mitä mikään muu tunnettu E. coli -viljelmä ei ole pystynyt tekemään; tämä mutaatio tapahtui noin 31 000 sukupolven jälkeen.

Vaikka Lenski aluksi kuvitteli kasvattavansa bakteereja muutaman vuoden ja ehkä parin tuhannen sukupolven ajan, on hänellä nyt takanaan yli kolme vuosikymmentä ja yli 70 000 bakteerisukupolvea, jotka tarjoavat aitiopaikan evoluution tarkkailemiseen lähietäisyydeltä eikä tutkimukselle onneksi näy loppua.

Kuka tietää minkälaisia mutaatioita Lenskin, ja aikanaan hänen työtään jatkavien tutkijoiden, kasvatuspulloissa vielä nähdään. Bakteerit nimittäin jatkavat jakaantumista sopivissa olosuhteissa paljon kauemmin kuin yhden tutkijan työuran ajan.

Pisimpään kestänyt musiikkikappale

Saksassa Sankt-Burchardin kirkossa, Halberstadtin kaupungissa, on tälläkin hetkellä soitossa maailman hitain ja pisimpään kestävä kappale. John Cagen uruille säveltämä ”Organ²/ASLSP” on suunniteltu sosiaaliseksi kokeeksi siitä, kuinka monta sukupolvea voi pitää yllä yhtä taideteosta.

Kappaleen soittaminen alkoi vuonna 2001 ja sen on määrä jatkua vuoteen 2640 saakka. Soinnut vaihtuvat erittäin harvakseltaan ja seuraava uusi nuotti on tarkoitus soittaa syyskuun 5. päivänä vuonna 2020. Se on Halberstadtissa aina juhlapäivä.

Kappale on esitetty lyhyempikestoisena versiona useampaan otteeseen, esimerkiksi vuonna 2009 Diane Luchese käytti soittamiseen 14 tuntia ja 56 minuuttia. Teoksen nimi pitää kuitenkin sisällään säveltäjän toiveen soittonopeudesta: ASLSP on lyhenne sanoista ”As Slow As Possible” eli niin hitaasti kuin mahdollista. Nyt vain täytyy toivoa, että urut kestävät seuraavat 620 vuotta!

Pikitippakoe

Queenslandin yliopistossa Australiassa aloitettiin vuonna 1927 pikitippakoe, jonka tavoitteena oli osoittaa, että kova ja kiinteä piki onkin huoneenlämmössä nestettä.

Professori Thomas Parnell oli niin vakuuttunut asiasta, että hän laittoi pikinäytteen kolmeksi vuodeksi asettumaan lasisuppiloon, jonka jälkeen suppilosta katkaistiin nokka. Sitten alkoi piinaava odotus. 

Parnell ehti itse todistaa kahden, noin 8,5 vuoden välein, tippuvan pisaran muodostumisen, mutta ei ikinä päässyt näkemään varsinaista irtoamista. Pikitippakoetta päätettiin jatkaa Parnellin vuoden 1948 kuoleman jälkeen.

Tippoja on tähän mennessä irronnut yhdeksän, mutta kukaan ei ole päässyt näkemään sitä reaaliajassa. Vuoden 2000 putoamista varten laboratorioon oli asennettu kamera, mutta teknisten ongelmien vuoksi pisaran irtoamista ei onnistuttu tallentamaan.

Kun edellinen pikipisara vuonna 2014 oli koskettanut dekantterilasiin jo aiemmin valunutta pikeä, päätti eräs tutkijoista vaihtaa lasia, ja hänen osuessaan vahingossa alustaan, suppilo tärähti ja pisara tippui. 

Kymmenennen pisaran muodostumista voi ”jännittää” webbikameran taltioimasta live-seurannasta, mutta henkeään ei kannata pidättää, sillä siihen tulee todennäköisesti menemään vielä vuosia. Suppilossa on sen verran pikeä, että koetta voidaan jatkaa vielä ainakin sadan vuoden ajan.

Professori Parnell oli kuitenkin oikeassa: piki tosiaankin virtaa huoneenlämmössä!

Idätyskoe

Syksyllä 1879 tohtori William Beal kylvi Michigan State -yliopiston maille salaiseen paikkaan eriskummallisen viljelyksen. Hän istutti maahan 20 ohutkaulaista lasipulloa, joissa kaikissa oli märkää hiekkaa ja siemeniä. Jokaisessa pullossa oli 50 siementä 23 eri kasvilajilta. Pullot jätettiin suljettuna maahan, jotta vesi ei pääsisi vaikuttamaan siemeniin.

Bealin tarkoituksena ei ollut jatkaa tutkimusta vuosisatoja, vaan hän halusi vain selvittää, miten monta vuotta paikallisten kasvilajien siemenet säilyisivät itämiskykyisinä horroksessa ja täysin neutraalissa ympäristössä. Pullot oli määrä kaivaa ylös viiden vuoden välein, mutta jo vuonna 1920, vuosikymmen Bealin eläköitymisen jälkeen, tutkijakollegat totesivat, että koetta on syytä pidentää. Viimeksi pullon sisältö on kylvetty vuonna 2000, jolloin kaksi kasvia lähti itämään. Seuraavan kokeen vuoro on tänä kesänä. 

Muutama tutkijasukupolvi saa vielä jatkaa koetta, sillä tällä vauhdilla sen on määrä jatkua vuoteen 2100 saakka.

HeLa-solut

Kohdunkaulan syöpään lokakuun 4. päivänä vuonna 1951 menehtyneen yhdysvaltalaisen Henrietta Lacksin elämä jatkuu lähes jokaisessa maailman tutkimuslaboratoriossa, jossa käytetään ihmissoluja.

Ennen kuin vain 31-vuotias Lacks menehtyi, otettiin hänen kasvaimestaan soluja ilman hänen lupaansa tai tietämystään. Se oli tuohon aikaan suhteellisen normaali käytäntö. 

Solut lähetettiin Lacksia hoitaneen Johns Hopkins -sairaalan läheisyydessä sijainneeseen kudoslaboratorioon tutkittavaksi, niin kuin kaikkien muidenkin potilaiden solunäytteet.

Kaikki kohdunkaulan syöpäsolut kuitenkin kuolivat tutkija George Geyn maljoille, mutta toisin oli Henrietta Lacksin solujen laita. Solut tekivät jotain ennenkuulumatonta: ne jakaantuivat rajoittamattomasti noin vuorokauden välein eikä tuolle jakaantumiselle näy vieläkään loppua. 

Solut on nimetty kantajansa mukaan ”kuolemattomaksi HeLa-solulinjaksi”, sillä niitä käytetään tutkimuksessa edelleen. 

HeLa-solut ovat olleet mukana kehittämässä poliorokotetta, niillä on tutkittu syöpiä ja AIDS:ia sekä säteilyn ja myrkkyjen vaikutuksia. Niillä tehtiin myös uraauurtava työ ihmisen koko perimän selvittämisessä.

HeLa-solut ovat monen opiskelijan ensimmäinen kosketus solubiologian maailmaan. Kymmeniätuhansia kiloja HeLa-soluja on kasvatettu maailman laboratorioissa viimeisen 70 vuoden aikana ja jokainen yksittäinen solu on alkuperäisten näytesolujen jälkeläisiä.

Aikuisen elämä

Ihmisen pitkäaikaista käytöstä on hankala tutkia muuten kuin tilastoja läpi käymällä, sillä vuosikymmeniä kestävät tutkimukset ovat hankalia suorittaa. 

Kaikkein mittavin ihmisten elämää koskeva pitkäaikaistutkimus on suoritettu Harvardin yliopistossa, jossa kyseisestä opinahjosta vuosina 1939-1944 valmistuneiden miesten elämää on verrattu Bostonin kantakaupungissa asuneiden miesten elämään. 

Kahden vuoden välein tutkimukseen osallistujat ovat täyttäneet laajan kyselyn koskien omaa henkistä, sosiaalista ja fyysistä hyvinvointiaan.

Näin tutkijat ovat saaneet ennennäkemätöntä tietoa siitä, miten ympäristö ja perimä vaikuttavat ihmisen elämään, ja minkälainen vaikutus sosiaalisilla suhteilla ja taloudellisella tilanteella on ihmisen terveyteen ja vanhenemisprosessiin. Tutkimuksiin valitut ryhmät olivat sosiaalisen hierarkian ääripäistä, mutta kaikista eroista huolimatta tutkijat ovat tulleet yhteen merkittävään lopputulokseen: Kaikkein eniten ihmisen elämään ja onnellisuuteen vaikuttavat lämpimät ja läheiset ihmissuhteet. Kahdeksankymmentä vuotta kestäneen tutkimuksen tärkein anti (kaikessa yksinkertaisuudessaan) on tähän mennessä ollut se, että rakkaus on ainut, mitä ihminen tarvitsee onnelliseen elämään.

Mutta tutkimus ei suinkaan ole ohi. Nyt vuorossa ovat alkuperäisten osallistujien jälkeläiset ja heidän elämiensä seuraaminen.

Vesuviuksen havaintoasema

Italiassa, lähellä Napolia, sijaitsee tunnettu tulivuori nimeltään Vesuvius. Sen purkautuminen vuonna 79 tuhosi muun muassa Pompeijin kaupungin tappaen tuhansia ihmisiä. 

Vesuvius on purkautunut tuhoisasti ja säännöllisesti tuhansien vuosien ajan, viimeksi vuonna 1944. Tällä hetkellä on käynnissä pisin hiljainen kausi 500 vuoteen, mutta tulivuori ei missään nimessä ole sammunut, vaan se on edelleen aktiivinen. Nyt vain odotellaan, koska se purkautuu seuraavan kerran.

Vesuvius on yksi vanhimmista luonnon laboratorioista, sillä sitä on seurattu tarkkaavaisesti vuodesta 1841 lähtien. Päivittäin valtavan määrän seismistä dataa keräävän havaintoaseman päätehtävänä on tulkita ja ennustaa, milloin seuraava räjähdys tapahtuu. Ei paineita!

Lintujen laskeminen

Jos ajassa mennään taaksepäin reippaat sata vuotta, olivat joulut Pohjois-Amerikassa talvehtiville linnuille erityisen riskaabelia aikaa. Joulun juhlintaan nimittäin kuului aktiviteetti, jossa ihmiset jakaantuivat pieniin ryhmiin, suuntasivat luontoon ja ampuivat niin monta lintua kuin mahdollista. Se oli idea joulunpyhien hauskanpidosta.

Kaikki kuitenkin muuttui, kun lintututkija Frank M. Chapman lähestyi metsästäjiä ja ehdotti näille jotain radikaalia: Mitä jos he tappamisen sijaan laskisivat lintuja? Chapman ei varmaankaan olettanut, että ehdotus menisi millään muotoa läpi, mutta toisin kävi. Lukuisat metsästysryhmät läpi maan innostuivat, ja vuosien mittaan laskeminen kasvoi kokonaisvaltaiseksi tarkkailuksi, kun ihmiset alkoivat kirjaamaan ylös muun muassa lintujen muuttoja.

Joulun lintulaskenta järjestettiin viime vuodenvaihteessa jo 120. kerran, ja se on maailman pisin vapaaehtoisvoimin suoritettu, yhtäjaksoinen tutkimus. Pähkähullusta ideasta lähtenyt bongailu tarjoaa tutkijoille vuosittain kattavan ja ajantasalla olevan tietopaketin lintujen liikkeistä ja sopeutumisesta esimerkiksi ilmastonmuutoksen tuomiin haasteisiin.

💁‍♀️ Kerro kommenttikentässä ⬇⬇ tai somekanavissamme riittäisikö kärsivällisyytesi tällaisiin kokeisiin. Aiotko muuten liimautua seuraamaan kymmenennen pikipisaran muodostumista?