Kaj dela mlada raziskovalka na področju speleobiologije

 

 »Ti veš kaj, ti si programer, a mi lahko pomagaš? Printer mi ne dela.«

 

Poznate tovrstna vprašanja? Vam kdaj kravžljajo živce? Kot študentka biologije sem bila dostikrat presunjena nad obsegom znanj, ki jih od mene pričakujejo sorodniki ali prijatelji. »Kaj je ta reč, ki mi žre sadike paradižnika?« Odveč je omeniti, da sem v življenju pridelala za pest paradižnikov, pa še te je napadla črna plesen. Po neuspelem poskusu sem sklenila, da gorenjsko podnebje pač ni namenjeno toploljubnim rastlinam. Tisti pa, ki jim razne trte in kiviji uspevajo severno od Medvod, se najverjetneje pečajo s črno magijo. Ne, na študiju biologije se tudi ne naučimo pozdraviti prehlajene mačke, to delajo veterinarji. Ne, ekologija ni tujka za pobiranje odpadkov in skrb za okolje, ampak veda, ki preučuje odnose med organizmi in okoljem. Kaj pa potem sploh počnem?!

 

V pričujočem prispevku bom skušala predstaviti kako poteka delo mlade raziskovalke v Skupini za speleobiologijo, na Oddelku za biologijo, Biotehniške fakultete v Ljubljani. Prispevek sem skušala napisati šaljivo in na preprost, nebiologom prijazen način. Če ga boste prebrali do konca, mi je uspelo.

 

Speleobiologija je veda, ki preučuje organizme, živeče v podzemlju. Podzemlje niso zgolj kraške jame. So razpoke tik pod površjem in so globoki vodonosniki. So medzrnski prostori pod rekami. So vsa okolja pod površjem, kopna ali vodna, ki jim je skupna popolna odsotnost svetlobe in posledično rastlin. Speleobiologi raziskujemo vse aspekte podzemne biologije, od celice do ekosistemov. V okviru doktorske naloge s kolegi preučujemo evolucijsko zgodovino podzemeljskih postranic. To so majceni beli rakci iz rodu Niphargus. Zanima nas kdaj in kje so živeli njihovi predniki in kako so se razširjali po kontinentu. Kdaj so nastajale nove vrste, kako poseljevale nove habitate in na kakšen način so se prilagajale na ta nova okolja? Neke vrste detektivska uganka torej, v kateri skušamo rekonstruirati kaj so podzemeljske postranice počele zadnjih 45 milijonov let.

 

Raziskovanje se začne z branjem. Prvi korak (in tudi večina vmesnih) je pridobivanje novega znanja. Znanstveni članki se precej razlikujejo od poljudnih člankov. Predvsem zahtevajo dosti več pozornosti. Včasih jih ne razumemo takoj in jih moramo prebrati večkrat, ali celo poseči po drugih člankih, ki nam pojasnijo izhodiščnega. Speleobiologi ne beremo zgolj speleobioloških člankov, ampak vse kar je vsaj od daleč povezano z našim raziskovalnim problemom – procesi v podzemlju namreč temeljijo na istih osnovah kot procesi na površju. Preberemo tudi članke (ali, če sem iskrena, vsaj preletimo povzetke), ki nam sploh niso zanimivi, a lahko skrivajo informacijo, ki nam bo prav prišla pri našem delu. Slog pisanja se med avtorji razlikuje in nekatere članke je težje prebaviti kot druge. Zlasti metode so lahko tako suhoparne, da jih gre uporabiti kot večerno uspavalo. Ker pa so ključnega pomena za razumevanje rezultatov, si zaslužijo svoj čas, tudi če ob tem podpiramo veke z vžigalicami. Diskusija je namenjena interpretaciji rezultatov, umestitvi rezultatov v širši kontekst in odpiranju novih vprašanj. Branje, branje, branje torej. Sem že omenila? Dober raziskovalec veliko bere.

 

Za iskanje odgovora na vprašanje o evoluciji podzemnih postranic smo najprej potrebovali vse dostopne podatke o teh živalicah. Čeprav se mogoče zdi, da speleobiologi večino časa preživimo v jamah, se ne bi mogli bolj motiti. Terensko delo je le drobcen košček v mozaiku, pogosto minoren napram obsegu laboratorijskega dela, analiz in pisanja. Za mojo raziskavo sploh ni bilo predvidenega terenskega dela. Podzemeljske postranice dandanes živijo od Irske do Irana. Poznamo preko 400 različnih vrst. Si predstavljate kako dolgo bi trajalo vzorčenje? Namesto tega sem zbrala vse že obstoječe podatke v mednarodnih zbirkah podatkov in jih dopolnila z vzorci živali, ki so jih skozi desetletja nabrale generacije raziskovalcev. Osebki, namočeni v etanol, so namreč skrbno popisani in urejeni v speleobiološko zbirko Skupine za speleobiologijo.

 

O kakšnih podatkih sploh govorim? Omenila sem osebke, namočene v etanol. Dandanes ste vsi že slišali za PCR, pa mutacije in gene. Evolucije ne gre preučevati brez genetskih podatkov, ki sem jih pridobila za vsako žival posebej. Nekaj mesecev laboratorija, kopica PCR reakcij in iz koščkov nog stotin malih belih rakcev sem pridobila nukleotidna zaporedja različnih genov. Ta sem kasneje uporabila za izračun sorodstvenih odnosov. Na podlagi podobnosti teh zaporedij, kompleksni algoritmi izračunajo kako sorodne so si različne vrste in izpljunejo t. i. sorodstveno drevo. Genetskim podatkom sem nato dodala morfološke podatke (na primer dolžino telesa in posamičnih okončin vsake vrste malih belih rakov), podatke o razširjenosti vrst (koordinate) in podatke o tem v kakšnem okolju živijo.

 

 »Analiza podatkov je proces pregledovanja, čiščenja, preoblikovanja in modeliranja podatkov s ciljem odkrivanja koristnih informacij, informiranja sklepov in podpore pri odločanju« (Wikipedija). Pregledovanje, čiščenje in preoblikovanje. Ure in ure, dolgi dnevi pregledovanja kvalitete nukleotidnih zaporedij so se odrazili tudi v kvaliteti spanca mojega dragega. ATCG-ji so se mi vrinili v podzavest in mi preplavili sanje, posledično je prejel več nočnih brc kot običajno. Ko sem enkrat verjela, da imam primerno zložene in zloščene podatke, ko se je izračunalo zgoraj omenjeno sorodstveno drevo, se je začelo modeliranje poteka evolucije. Preprosto povedano, sledilo je dolgotrajno pisanje računalniške kode, v med biologi priljubljenemu programskemu okolju R. A biologi se tekom študija nismo naučili programirati. Imamo kopico vedenja o biologiji, pred prvo prazno skripto pa se znajdemo goli in bosi. Sama se v premetavanju podatkov počutim precej domače. A vseeno so bile prve skripte podobne risbam triletnika. Od daleč se zdi, da vemo, kaj je na njih, a vseeno ga raje vprašamo, nato pa pri starših poiščemo še prevod odgovora. Sledil je torej nov kos učenja, začinjen s črnim ozadjem, »geekovskimi« forumi in navodili za uporabo.

 

Hipoteze so postavljene, metode sem naštudirala, program je izpljunil grafe. Sledi pisanje članka, v kateremu bomo naše novo pridelano znanje predstavili svetu. Idealni raziskovalci imajo na tem mestu uvod in metode že spisane. Mogoče celo del diskusije. Idealni raziskovalci verjetno končajo na raznih klinikah za izgorele. Ali pa tako hitro prebegnejo v tujino, da jih še nisem uspela srečati. Odprem Word datoteko, kopiram navodila za strukturiranje članka (naslovi poglavij, omejitev števila besed in podobne traparije) in začnem. Metode gredo najhitreje. Sledijo rezultati. Uvod v katerem povzamem obstoječe znanje in napovem problem zahteva nabiranje literaturnih virov na kup. Slava tistim, ki sproti urejajo lastne e-knjižnice. V diskusiji interpretiram rezultate, jih postavim v kontekst in kritično ovrednotim. Nato osnutek št. 1 pošljem vsem soavtorjem.

 

Mine od nekaj dni do nekaj mesecev. Nazaj dobim kopico komentarjev, popravkov in predlogov. Pogosto nasprotujočih si. Sestavim jih, skombiniram, inkorporiram in pošljem osnutek št. 2. Število krogov je poljubno. Hitrost procesa je podvržena luni, soncu, Marsu, pedagoškim obremenitvam, zdravstvenim težavam soavtorjev in še bi se našlo. Včasih gre hitreje, drugič se zavleče. Vmes nadaljujem z naslednjo študijo. Nove analize, novo delo. Tako počasi pridemo do finalne verzije članka. S potnimi prsti odprem portal željene znanstvene revije. Vnesem podatke, pripnem priponke in kliknem »submit«. Pri prvem članku sem mislila, da je to ciljna črta. Oh kako sem se motila.

 

Znanstveni članku so podvrženi strokovnemu pregledu. Najprej ga dobi v roke urednik revije, ki se odloči, ali ga sploh sprejme v procesiranje. Nato ga pošlje nekaj (običajno dvema ali trem) recenzentom, to so drugi znanstveniki s podobnih področij. Nato recenzije romajo nazaj k uredniku. Ta jih pregnete in vrne avtorjem članka.

 

14 dni, prva zavrnitev. Poiščemo malce nižje kotirajočo revijo, z nižjim faktorjem vpliva (neke vrste ocena kvalitete revije).

 

14 dni, druga zavrnitev. Poiščemo še malce nižje kotirajočo revijo.

 

Dva meseca, velika revizija. Sranje. Velika revizija pomeni veliko dodatnega dela. Dodatne analize, dodatno pisanje. Zanjo imamo pol leta časa. Sledijo analize in novi krogi s soavtorji. Odgovor na recenzentove komentarje, pomisleke, popravke. Meseci se obračajo in tik pred rokom oddam novo verzijo.

 

Mesec dni, mala revizija. Juhuhu! Recenzenti so prepoznali naše dobro delo, sledijo samo še majhni popravki. Hitri krogi pedenanja finalne verzije. Usklajevanje z oblikovnim urednikom, plačilo računa in po devetih mesecih članek končno ugleda luč sveta (znanstveniki svoje objave večinoma plačamo in ne obratno, kot je morda splošno prepričanje).

 

Vesela častim rundo in se vrnem k pisanju kode naslednjega članka. Od trenutka ko sem v roke dobila prve podatke, do objave, so minila tri leta. Podatki za analize so se zbirali desetletja. Pri pisanju in preverjanju je sodelovala kopica odličnih raziskovalcev. Tudi znanstveniki smo seveda samo ljudje. Z malce več znanja in malce večjim zavedanjem česa vsega še ne vemo. Znanost seveda ni linearna in znanstveniki nimamo absolutnih odgovorov. Želim pa si, da bi ljudje prepoznali vrednost s trudom pridobljenega in vedno preizpraševanega znanja. Zaupajmo znanosti. Čeprav ima vzpone in padce bi brez nje še vedno tičali v srednjem veku.

 

Aha, kdaj pa potem hodim v jame? V prostem času seveda.