Enam kui 20 aastat tagasi alustasid teadlased 13 aastat kestnud protsessi sadade sekveneerimismasinatega, et kaardistada kogu inimese genoom. Täna saab sama koguse andmeid toota mõne päeva kuni mõne nädala jooksul ja seda vaid murdosa kuludest.
"Nutikad inimesed, nagu teie kutid, töötavad selle kallal, " ütleb sekreteerimistehnik Maggie Halloran, kes seisab loodusnäituste muuseumi uhiuue analüütilise bioloogia laborite (LAB) rühmas laia silmaringiga keskkooli uustulnukate ees. molekulaarbiotehnoloogia keskus.
Õpilasi on 15 100-st, kes osalevad selektiivse teaduse, tehnoloogia, inseneriteaduse ja matemaatika (STEM) magnetiprogrammis South Riveri keskkoolis Edgewateris, Md. Sel kuul vaatasid nad kulisside tagant mõnda muuseumi kollektsioonid, selle laboriruumid ja neid haldavad inimesed.
Eelmisel aastal väljendas 28 protsenti USA keskkooli uustulnukatest huvi STEM-karjääri järele. Tööstusharu ekspertide sõnul kaotavad enam kui pooled neist õpilastest pensionäridena selle huvi. LAB-i Smithsoniani meeskond loodab, et Edgewaterist pärit tudengid ei satu sellesse lõksu.
"Töövarjutus selgitab välja kogu hulgaliselt suundi, kuhu nad võivad minna, " ütleb keskkooli osakonna juhataja Hillary Catan, kes rühmaga koos jälgis. "Sisse tulles võib neil olla kitsam fookus või ettekujutus STEM-i karjäärist ning lahkudes teavad nad, et maailm on nende auster."
Muuseumid saavad pakkuda teaduse praktilisi õppimisvõimalusi, mida koolid ei saa, ja nende kuraatorid teavad seda. New Yorgi Ameerika loodusloomuuseum korraldab programmi, mis viib keskkooliõpilased kooliaasta jooksul kaks korda kuus ja suvel kolmeks nädalaks loodusteadusi õppima. New Orleansi Riiklik II maailmasõja muuseum sponsoreerib kohapealseid väljasõite kesk- ja keskkooli matemaatika- ja loodusteaduste õppuritele, et anda neile interdistsiplinaarne õppetund füüsika ajaloo kohta. Ohios korraldavad õhuväe muuseumi fond õpilastele töötoad. Kõik toetavad noorte õppurite STEM-haridust lootuses rahuldada tuleviku tööjõu nõudlust.
Smithsoniani institutsioon jätkab sama teed; President Obama on nõudnud STEM-iga seotud programmitööks ette nähtud eelarve suurendamist 25 miljoni dollari võrra. Rahalised vahendid aitavad luua õpilastele veebiressursse ja võimaldavad õpetajatel Smithsoniani sisu koolitööga ühendada. See sihtotstarve on osa administratsiooni olemasolevast 180 miljoni dollarilisest föderaalsete rahaliste vahendite kogumist, mis on pühendatud STEM-i programmeerimisele jaotatud Smithsoniani, USA haridusosakonna ja riikliku teadusfondi vahel.
South Riveri keskkooli ringreis algas loodusliku muuseumi peagi saabuvas Q? RIUS hariduskeskuses, 10 000-ruutmeetrises ruumis, kus asub 20 000 objekti suurune uurimistööde kollektsioon, ja seejärel koliti see kiiresti LAB-i, kus Halleran küsitles õpilasi DNA aluspaaride kohta ja nad vastasid hõlpsalt, hüüdes: “Guaniin ja tsütosiin! Adeniin ja tümiin! ”
Smithsoni teadlane Amy Driskell selgitas, kuidas ta ja ta kolleegid kasutavad lindude ja kalade DNA uurimiseks protsessi, mida nimetatakse polümeraasi ahelreaktsiooniks. "Lähiaastatel on meil iga kala jaoks DNA järjestus - nad kõik on" vöötkoodiga ", " ütleb Driskell.
Osa neist kaladest on pärit Smithsoniani sügavate riffide vaatlusprojektist, mis kogub Kariibi mere sügavatest riffidest pärit isendeid viie inimese sukeldatava kaudu. "Te oleksite 1000 meetri kaugusel ookeanist selle aja jooksul, mis kulub teil siit bussi peale tagasi jõudmiseks, " rääkis rühmale LAB direktor Lee Weigt.
Õpilased kuulsid reaalajas vöötkoodide rakendustest LABi IT-juhilt Matthew Kweskinilt. Pärast seda, kui USA Airways'i lend kandis „linnurünnakut“, sundides kapten Chesley Sullenbergerit maandama lennuki Hudsoni jõkke 2009. aastal, saatsid ametivõimud lennuki mootorist leitud linnujäänused Smithsoniani analüüsimiseks. Teadlased sisestasid proovidest ekstraheeritud DNA järjestuse vöötkoodi Life andmebaasi - otsingumootorisse, mis parsib lugematu arvu järjestatud linnuliikide faile, ja kinnitasid, et proovid olid pärit Kanada hanedest. Neid andmeid kasutatakse lennuväljade mõistmiseks, millised linnud tekitavad probleeme lennujaamades.
Seejärel koliti ringkäik laborist välja muuseumi laoruumidesse, kus õpilased said tutvuda selgrootute zooloogiaosakonna kogudega. Viimane peatus asus botaanikaosakonnas, kus kollektsiooni juhataja Gregory McKee rääkis õpilastele institutsiooni taimekogudest, milles on 4, 5 miljonit eksemplari.
McKee läbis mitu säilinud taime, selgitades, kuidas teadlased neid koguvad ja säilitavad. Ta süvenes LAB-i uurimistööle, öeldes, et DNA sekveneerimise tehnoloogiad võivad aidata mõista mõista, miks üks bambuslillede liik õitseb ainult kord 120 aasta jooksul.
"Nad maksavad mulle natuke raha, et metsa minna ja määrduda räpaseks ning ma ei pea lipsu kandma, " räägib McKee, miks ta oma tööd armastab. Ta rääkis neile, et nad kohtusid Mongoolias 70-aastase mehega, kes oli botaanika alal nii asjatundlik, et teadis vaid männikäbisid, mida ta ise otsis puude otsimiseks.
"See on hämmastav, " ütleb 15-aastane Jesse McElree. Annapolise põliselaniku sõnul naudib ta matemaatikat kõige rohkem ja loodab saada inseneriks, kuid tuuri keskpunktiks oli McKee arutelu.
15-aastane Edgewaterist pärit Jacob Mondoro leidis, et botaanikaosakond on tuuri kõige kaalukam peatuskoht. Ka tema soovib tegeleda inseneriteadustega, kuid arvab, et taiteaduse karjäär oleks tulevikus väärtuslik.
"Botaanika näib olevat selline asi, mis muutub globaalse soojenemise olukorra tõttu hiljem väga intensiivseks, " ütleb Mondoro. "Ilma korraliku tööjõuta ei tule palju inimesi, kes suudaksid tegelikult Maad ja seda, kuidas see peab olema, ülal pidada."
McElree ja Mondoro rühma juhtinud laboritehnik Caitlin Baker ütleb, et tuur tundus silmapaistva kogemusega esmakursuslastele, eriti naisüliõpilastele, kes olid ületatud.
"Ma arvan, et see on tõesti võimeline nägema naisi teaduses ja tegema väga tipptasemel teadusuuringuid, " ütleb Baker. “Loodan, et asjaolu, et selles rühmas on nii palju mehi, ei anna tüdrukutele mingisugust tunnet, et see on meeste väljak. See pole tegelikult enam. ”
Edgewaterist pärit 14-aastase õpilase Lauren Suite'i sisekujundus oli informatiivne. "See andis mulle rohkem ülevaate sellest, mida ma võiksin tulevikus teha, " ütleb Suite, kes kaalub meditsiinilisi uuringuid. "Püüan olla kõigega kursis ja loodetavasti tulevikus ka osa uute [tehnoloogiate] arendamisest."
Halloran arvab, et uuenduste kiirus tabas õpilasi. Nende STEM-õpingud on üliolulised 21. sajandi tehnoloogiatega töötamiseks ja nende loomiseks ettevalmistamiseks, ehkki selleks ajaks, kui nad vaid mõne aasta pärast ülikooli lõpetavad, on uus tehnoloogia võinud olla LAB-is tunnistatud tööriistadest kaugemal.
“Kõigi arvates on lahe olla Jacques Cousteau olla sukeldumas ja kollektsioneerimas, ” ütleb Halloran. „Kuid selleks on neil vaja kogu oskuste komplekti. Arvan, et mida varem on neil ettekujutus selle kõige ulatusest, seda parem on neil võimalus rakendada seda, mida nad juba keskkoolis õpivad ja endale nišše luua. ”
