Кіріспе

Ұзақ мерзімді эксперимент – гипотезаны тексеру немесе өте баяу дамитын құбылысты байқау мақсатымен ұзақ уақыт бойы жүргізілетін тәжірибелік процедура. "Ұзақ" деп есептелетін мерзім академиялық салаға байланысты. Мысалы, бірнеше ауыл шаруашылығы саласындағы далалық тәжірибелер 100 жылдан астам уақыт бойы жүргізілген, бірақ басқа салаларда одан әлдеқайда қысқа мерзімді тәжірибелер де "ұзақ мерзімді" деп есептелуі мүмкін. Эксперимент – зертенедін жүйеге бір немесе бірнеше түрлі әсер ететін ("әрекеттер мен байқаулардың жиынтығы", мысалы, тыңайтқыштар, мектептегі тегін тамақтандыру және т.б.) шаралар жиынтығы. Сондықтан ұзақ мерзімді эксперименттер зертенедін жүйені өзгерту мүмкін емес (мысалы, Юпитердегі Ұлы Қызыл Дақ) немесе қажетсіз (мысалы, шимпанзелер мінез-құлқының далалық байқаулары) болған жағдайлардағы эксперименттік емес ұзақ мерзімді зерттеулерден өзгеше.

Физикадан

Оксфорд электр қоңырауы 1840 жылдан бері Оксфорд университетінде соғылып келеді, бірақ оның 15 жылға ескірек болуы мүмкін дегенге негіз бар. Отаго университетіндегі Беверли сағаты 1864 жылдан бері жұмыс істеп келеді. Квинсленд университетінде 1927 жылдан бері шайыр тамшыру эксперименті жүргізіліп келеді.

Ботаникада

Уильям Джеймс Билдің тұқымдан өсіру эксперименті 1879 жылдан бері жалғасып келеді. Бұл ботаникадағы ең ұзаққа созылған эксперимент. Оның 2100 жылы аяқталуы күтілуде. Англияның Кембриджширдегі Викен Фен қорығындағы Годвин Слотс эксперименті 1920 жылдан бері жүргізіліп келеді және ешқашан шабылмаған және тиісінше төрт, үш немесе екі жылда бір рет, сондай-ақ әр жыл сайын шабылатын өсімдік аймақтары арасындағы айырмашылықтарды зерттейді.

Ауыл шаруашылығы зерттеулерінде

Ұзақ мерзімді тәжірибелер әртүрлі шаруашылық тәжірибелерінің тұрақтылығын тексереді, бұл көрсеткіш ондаған жылдар бойы өнімділік тенденциясымен өлшенеді. Мысалдарға Ротамстед эксперименталды станциясындағы Парк-Грас тәжірибесі (1843 жылдан қазіргі уақытқа дейін), Иллинойс университеті, Урбана-Шампейндегі Морроу учаскелері (1876 жылдан қазіргі уақытқа дейін), Миссури университетіндегі Санборн даласы (1888 жылдан қазіргі уақытқа дейін), Оклахома мемлекеттік университетіндегі Магрудер учаскелері (1892 жылдан қазіргі уақытқа дейін), Оберннің Ескі Айналымы (1896 жылдан қазіргі уақытқа дейін) және Хогли тәжірибесі (1939–1982?) жатады. Ротамстедтегі тәжірибелер көрсеткендей, "жыл сайын органикалық немесе минералдық тыңайтқыштармен өсірілген бидай мен арпаның монокультурасында дәнді дақылдардың өнімділігін шамамен 150 жыл бойы сақтауға (тіпті арттыруға) болады". Бұл нәтижелер тұрақты ауыл шаруашылығын жақтаушылардың кейбіреулері тұрақты емес деп санайтын тәжірибелердің "шаруашылықтың мәңгілік өнім беру қабілетін" сақтауға мүмкіндігін көрсетеді, кем дегенде кейбір жағдайларда. Бірақ, тіпті кеңістікте немесе уақытта дақылдардың әртүрлілігі (дақыл айналымы) және органикалық қосымшалар әрқашан тұрақтылық үшін қажет болмаса да, Ротамстедтен және басқа жерлерден алынған көптеген деректер олардың көбінесе пайдалы екенін көрсетеді. Альпілік ортаның адам әсеріне қатысты зерттеу мақсатында Швейцариядағы Шнайге Платтеде 1920 жылдардан бері альпілік жайылымдарда тәжірибе жалғастырылуда. Хогли тәжірибесі органикалық шаруашылықта сыртқы қоректік заттарсыз ұзақ мерзімді тәжірибеге сирек кездесетін мысал ретінде ерекшеленеді. Алайда, 30 жылдан кейін тыңайтқыштарды импорттауды бастау туралы шешім қабылданды. "Органикалық учаскенің салыстырмалы өнімділігінің төмендеуі" топырақтағы қоректік заттардың азаюына байланысты ма деген пікірлер бар. Әртүрлі қысқа мерзімді тәжірибелерде азот көзі ретінде бұршақтар (азотты бекітетін ризобиямен симбиоз) пайдаланылды, бірақ жақсы қысқа мерзімді өнімдер жүйенің тұрақты екенін дәлелдемейді. Мәселе мынада, топырақтың органикалық затынан азоттың шығуы бұршақтардан азоттың жетіспеушілігін он жыл немесе одан да көп уақыт бойы толықтыра алады. "Ескі Айналым" көрсеткендей, бұршақ дақылдарынан алынған азот ұзақ мерзімді перспективада жиналған дақылдан алынған азотты теңестіре алады. Маңыздысы, бұршақтардағы азот соя дақылдары сияқты алынып тасталмай, жасыл тыңайтқыш ретінде жыртылып салынады. Ескі Айналымда жасыл тыңайтқыш қыста жазғы дақылға (мақтаға) азот беру үшін өсірілді; бұл суық климатта азырақ қолданылуы мүмкін. Соңғы уақытта басталған ұзақ мерзімді ауыл шаруашылығы тәжірибелерінің қатарында 1993 жылы басталған UC Davis-тегі Ауыл шаруашылығы жүйелері бойынша Ұзақ мерзімді зерттеулер бар.

Микробиология саласында

Эдинбург университетінің Астробиология орталығында және Германия ғарыш агенттігінің Аэроғарыш медицина институтында Чарльз Кокель мен Ральф Мёльлер 2014 жылдың шілдесінде ұзақ мерзімді кезеңде құрғақшылыққа төзімді бактериялардың тірілік қабілетін жоғалтуын зерттеу мақсатында "500 жылдық микробиологиялық экспериментті" құрды. Экспериментке вегетативтік бактериялар (өте төзімді цианобактерия, Chroococcidiopsis sp.) және спора түзетін бактериялар (Bacillus subtilis) кіреді. Эксперимент Едінбург университетінде және Табиғат тарихы мұражайында сақтауға арналған, дубликат үлгілері бар екі еменнен жасалған ағаш қораптан тұрады. Келесі 24 жыл бойы әр екі жылда, содан кейін келесі 475 жыл бойы әр 25 жылда, екі организмнің үштен бір үлгісі шыны ампуладан ашылып, тірі жасушалардың саны есептеледі. Алғашқы өлшем 2014 жылы алынды, ал соңғысы 2514 жылдың 30 маусымында алу жоспарланған. Әрбір қораптың ішінде эксперимент азайтылған және азайтылмаған фондық радиация эксперименті ретінде қайталанады, үлгілердің бір жиынтығы радиацияның әсерін азайту үшін қорғасын қорапқа орналастырылады, бұл құрғақшылықпен қатар ұзақ мерзімде тірілік қабілетіне радиацияның әсерін зерттеуге мүмкіндік береді. Бұл эксперимент микроорганизмдердің шөлдерде, тау жыныстарында, мәңгі тоңған жерлерде құрғақшылықтан қалай аман қалатынын және олардың ғарыштағы мүмкін тіршілігін түсіну ниетімен жүзеге асырылды. Биомолекулалардың жойылуы мен ыдырау жолдары да зерттеледі. Негізгі экспериментке қоса, ұзақ мерзімді зерттеулер үшін кептірілген агар тақталары және эндолиттер сияқты әртүрлі үлгілер де бар. Ағаш қораптардың бірі 2015 жылдың 27 ақпанында Табиғат тарихы мұражайына жеткізілді және цианобактерия коллекциясында сақталады.

Эволюциялық биологияда

Рихард Ленски бастаған *E. coli* ұзақ мерзімді эволюциялық эксперименті (LTEE) 1988 жылдан бері 70 000-нан астам ұрпақ бойы жүргізіліп келеді. Май және ақуыз құрамы бойынша жасанды таңдау арқылы жүгерінің эволюциясы зерттелген, бұл көп жылдарға созылған, бірақ ұрпақтар саны әлдеқайда аз (тек 65). Е үйретілген күміс түлкі 1959 жылдан бері жалғасып келе жатқан, айқын нәтижелер берген селекциялық бағдарлама. 1954 жылы Сюичи Мори (Киото университеті) бастаған "Қараңғы шыбық" эксперименті 57 жыл бойы (1400-ден астам ұрпақ) тұрақты қараңғы бөлмеде өсірілген әдеттегі жеміс шыбықтарының эволюциясын зерттейді. 2012 жылы эксперименттің үшінші ізбасары Наоюки Фузе штаммның толық геномдық тізбесін анықтады және жабайы түрден шамамен 5% айырмашылықтарды анықтады.

Экологияда

АҚШ Ұлттық ғылым қоры көптеген ұзақ мерзімді экологиялық эксперименттерді, әсіресе ауыл шаруашылығы экожүйелеріне қарағанда адамның тікелей әсері аз экожүйелерде қолдайды. LTER қараңыз. Ұлыбританияда Экологиялық сабақтастық қоры ұзақ мерзімді экологиялық эксперименттердің болашағын дамыту және қамтамасыз ету үшін жұмыс істейді, сондай-ақ кем дегенде алты жыл бойы емдеу шаралары қолданылған эксперименттердің тізімін ұстап тұрады. Кейде "еріксіз саябақтар" деп аталатын басқа да аумақтар ұзақ мерзімді экологиялық эксперименттер ретінде қарастырылуы мүмкін, себебі олар адамдар тарапынан тасталып, жабайы күйге оралған. Мұндай аумақтарға саяси себептермен тасталған жерлер, мысалы Кореяның демилитаризацияланған аймағы, немесе қоршаған ортаның ластануына байланысты тасталған жерлер, мысалы Чернобыль атом электр станциясының аймағы жатады.

Медицина мен психологияда

Фрамингем жүрек зерттеуі 1948 жылдан бері үздіксіз жүргізіліп келеді. Гарвард медицина мектебінің филиалы – Бригам және әйелдер ауруханасының психиатрия бөліміндегі Ересектер дамуы зертханасындағы Грант зерттеуі адамның ересек шағының дамуын ұзақ мерзімді зерттеуді жүргізеді, екі топ адамды (268 Гарвард түлектері және Бостон қаласының маргиналды аудандарынан 456 еркек) қартайған сайын қадағалайды. Зерттеу 1937 жылдан бері жалғасып келеді және қазіргі таңда ересек өмірді зерттеу бойынша ең ұзаққа созылған зерттеу болып табылады.