Naučni eksperiment dug pola milenijuma

Mikrobiolozi su 2014. godine započeli studiju koja bi, kako se nadaju, trebalo da se nastavi još dugo nakon njihovih života. Ovu interesantnu naučnu avanturu donosi američki magazin Atlantik.

U (ne tako) dalekoj budućnosti, recimo 2514. godine, neki budući naučnici će doći na Univerzitet u Edinburgu (pod pretpostavkom da taj univerzitet još uvek bude postojao), otvoriti drvenu kutiju (pod pretpostavkom da kutija u međuvremenu ne bude izgubljena), i rastaviti set staklenih laboratorijskih bočica unutar kojih su se stare suve bakterije uzgajale 500 godina. Sve ovo pretpostavlja da čitav eksperiment neće u međuvremenu biti zaboravljen, da uputstva do polovine trećeg milenijuma ne budu iskrivljena ili zaboravljena, kao i da će nauka – ili neka njena verzija – još uvek postojati te 2514. godine.

Do tada, naučnici koji su sanjali ovaj 500-godišnji eksperiment – Ralf Meler (Ralf Möller), mikrobiolog iz nemačkog aerokosmičkog centra, i njegovi britanski i američki saradnici – biće već prilično dugo mrtvi. Oni nikada neće doznati odgovore na pitanja o dugovečnosti bakterija, koja su njih zaintrigirala 2014. godine. Melerov saradnik na Univerzitetu u Edinburgu, Čarls Kokel (Charles Cockell), jednom je „zaboravio“ na sušenu Petrijevu posudu cijanobakterije Chroococcidiopsis „samo“ deset godina, da bi hotimice otkrio da su njene ćelije još uvek bile u životu. Naučnici su oživeli bakterije iz mesnih konzervi starih 118 godina i, još kontroverznije, one koje su se milionima godina nalazile „zarobljene“ u kristalima ćilibara i soli.

Sve ovo sugeriše, kaže Meler, da “život na našoj planeti nije ograničen ljudskim standardima”. Razumevanje onoga šta to, zapravo, znači, zahteva rad koji prevazilazi ljudski životni vek.

Fizički, 500-godišnji eksperiment se sastoji od 800 jednostavnih staklenih bočica koje sadrže ili Chroococcidiopsis ili drugu bakteriju, Bacillus subtilis. Staklene bočice su hermetički zatvorene tj zapečaćene plamenom. Polovina ih je zaštićena olovom, kako bi ih zaštitili od zračenja radona i kosmičkih zraka koji mogu izazvati oštećenje DNK (Dupli set bočica se kao rezerva nalazi u Prirodnjačkom muzeju u Londonu radi podrške održivosti ovog jedinstvenog projekta). Svake druge godine tokom prve 24 godine, a potom na svakih 25 godina u narednih 475, naučnici bi trebalo da testiraju osušene bakterije radi ispitivanja njihove održivosti i oštećenja DNK. Prvi skup podataka iz eksperimenta objavljen je prošlog meseca.

Otvaranje bočica, dodavanje vode i brojanje kolonija koje rastu iz rehidriranih bakterija je onaj lakši deo posla. Onaj teži deo glasi: kako obezbediti da neko, nakon smrti začetnika eksperimenta, nastavi da ga, shodno zacrtanom planu, sprovode i u budućnosti. Tim je ostavio USB memoriju sa instrukcijama, za koje Meler shvata da nije dovoljno solidan način, s obzirom brzinu kojom digitalne tehnologije zastarevaju. Takođe su na papiru ostavili štampanu kopiju sa instrukcijama. “Pa ipak, samo razmislite o stanju tog papira starog 500 godina”, kaže on, kako bi požuteo i raspao se. „Treba li uputstva urezati u kamen? Ili da ih urežemo na metalnu ploču? ”Ali, šta ako neko ko ne može da čita napisano dođe u kontakt i odluči da tu metalnu ploču s uputstvima shvati kao hladnu, sjajnu relikviju, kao što su nekada grobari pljačkali drevne grobnice?

Pola milenijuma od danas – nijedna strategija neće stoprocentno osigurati sprovođenje eksperimenta do kraja. Ovaj tim, stoga, traži da istraživači, na svakih četvrt veka, kopiraju uputstva kako bi ostali jezički i tehnološki ažurirani, tj ostali “u toku” zbivanja.

Meler i njegove kolege su među najambicioznijim naučnicima koji planiraju dugoročni eksperiment, mada postoje i drugi koji su mu prethodili.

Fizičar po imenu Tomas Parnel je 1927. izlio katran u levak i tako počeo da meri viskoznost supstance koja se veoma sporo slivala. Kada je Parnel umro, niz fizičara je ovaj eksperiment s padom, tj gravitacijom i viskoznošću brižljivo održavao u životu, disciplinovano beležeći svaku “kap” tj grumen. Poslednja kap (odnosno grumen) katrana pala je u aprilu 2014. godine, a ovakav eksperiment može trajati dokle god u levku ima katrana.

Nekoliko dugoročnih studija urađeno je i u oblasti biologije biljaka. Na engleskom imanju magnata koji se bavio proizvodnjom poljoprivrednog đubriva, naučnici su proučavali kako različita gnojiva utiču na pojedine kulture koje se uzgajaju na istim poljima, prateći ih iz godine u godinu počev od 1843. godine. U Ilinoisu, poljoprivredni stručnjaci su sprovodili studiju uzgajanja kukuruza od 1896. godine. Jedan botaničar sa Univerziteta u Mičigenu je 1879. godine zakopao 20 staklenih bočica od 50 semenki koje je trebalo redovno iskopavati i testirati na održivost. Položaj bočica čuva se u tajnosti kako bi se sprečila zloupotreba. Poslednja boca će biti iskopana 2020. godine.

Na državnom univerzitetu Mičigen obavlja se i eksperiment s Ešerihijom koji bi mogao da traje vekovima. Od februara 1988, laboratorija mikrobiologa Ričarda Lenskog posmatra kako E. coli mutira i evoluira tokom generacija. Trenutno su na generaciji 70.500. Iz razloga što se E. coli tako brzo replikuje i umnožava, razvoj ove bakterije deluje poput hiper-brze evolucije.

Uprkos prirodi ovog eksperimenta, Lenski nije razmišljao o dalekoj budućnosti. Mislio je da će eksperiment trajati nekoliko godina, i u jednom trenutku, kada je osetio da je prikupio koliko god je mogao informacija, pomislio je da bi mogao da ga okonča. “Međutim, kad god bih svojim kolegama pomenuo da bih uskoro mogao da ga privedem kraju”, priseća se, “odgovorili bi mi da to’ne mogu da učinim’. To me je navelo da shvatim da naučnici cene ovaj eksperiment upravo zbog te njegove dugovečnosti kao i potencijala za neka nova iznenađenja.” Njegova laboratorija je 2003. napravila jedan od najneverovatnijih nalaza. E. coli je odjednom razvila sposobnost da „pojede“ molekul nazvan citrat. Na osnovu posmatranja prethodnih generacija kulture ove bakterije, koje njegova laboratorija redovno zamrzava i arhivira, jedan Lenskijev diplomac je bio u stanju da rekonstruiše niz mutacija koje su postepeno dovele do onoga što je izgledalo kao „brzi prekidač“ ka fazi razvoja u kojem je ova bakterija promenila svoje “navike”.

Svakoga dana, već 30 godina, neko u laboratoriji Lenskog prenosi Ešerihiju koli u novu posudu i to koristeći istu vrstu staklenih posuda i isti medijum. Bakterije su, baš kao i same laboratorijske tehnike za njihovo proučavanje vremenom evoluirale – naučnici sada mogu da, recimo, sekvenciraju čitav genom E. coli – a on će nastaviti da se stalno menja. Lenski je, izgleda, pronašao kolegu spremnog da se obaveže kako će održavati eksperiment kada se njegvo kreator bude povukao.

“Naravno, da bi se ovakav eksperiment nastavio, pretpostavka je da nauka i dalje izgleda kao što izgleda danas, u smislu da će univerziteti postojati, da će biti profesora sa laboratorijama i tako dalje”, kaže Lenski. “Ipak, ako se ne gleda toliko daleko u prošlost, to nikako nije uobičajen način na koji nauka funkcioniše.” Do pre samo nekoliko stotina godina, novac za naučna istraživanja poticao je uglavnom od bogatih pokrovitelja, a ne od vladinih agencija.

Bakterija Ešerihija koli, za koju se donedavno mislilo da nije nije nikakva nepoznanica

Bakterija Ešerihija koli, za koju se donedavno mislilo da više nije nikakva nepoznanica (phys.org)

Vekovnom eksperimentu je potreban i dugoročni finansijski plan, a Lenski je tražio svog bogatog pokrovitelja. Njegov eksperiment je uživao finansiranje od strane vlade, ali je on bio svestan nepouzdanosti ove finansijske linije, posebno ukoliko u jednom momentu državna podrška nauci erodira. Lenski bi, u idealnom slučaju, želeo da stvori zadužbinu, pa je seo i izračunao: Zadužbina od 2,5 miliona dolara bi obezbedila povrat od oko 100.000 dolara godišnje, što bi trebalo da pokrije troškove za materijal i plate tehničara koji su na eksperimentu zaposleni na dnevnom nivou. “Tako da bih bio izuzetno zahvalan ukoliko bi se odazvao neki veliki donator”.

Molerov 500-godišnji mikrobiološki eksperiment je daleko jeftiniji i zahteva uključenost manje broja stručnog osoblja, jer taj posao može da obavlja samo jedan istraživač na svakih 25 godina. To od ljudi, međutim, zahteva da pamte i vrednuju nauku kao dragocen poduhvat, i, naravno, da poseduju resurse da ga sprovode. S obzirom da je eksperiment počeo 2014. godine – pre nego što su neki svetski događaji učinili da svi shvate kako saradnju između Britanije, Nemačke i Sjedinjenih Država možda ne treba uzeti zdravo za gotovo – pisac ovih redaka je pomenuo Meleru da čak i planiranje eksperimenta koji bi trajao 500 godina zahteva izvesnu količinu optimizma u pogledu stabilnosti sveta u kojem danas živimo.

Zamislite, rekao je, prvog čoveka koji je krenuo da istražuje: “Šta je iza sledećeg brda? Šta je iza sledeće reke? Šta je iza sledećeg okeana? Naša radoznalost je uvek obeležena optimizmom.“ Dakle, za ovakve i slične interesantne eksperimente, koji bi mogli dovesti do velikih otkrića, naučnik, kao radoznalo biće, treba da nastavi da se upušta u nepoznato i pritom stalno bude optimista.

 

The Atlantic

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.