לפני למעלה מ 20 שנה, החוקרים החלו בתהליך בן 13 השנים של עבודה עם מאות מכונות רצף למיפוי הגנום האנושי כולו. כיום ניתן לייצר את אותה כמות נתונים תוך מספר ימים עד מספר שבועות, ובשבריר מהעלות.
"אנשים חכמים כמוכם יעבדו על זה", אומרת מגי הולורן, טכנאית רצפים, עומדת לפני קבוצת תלמידי תיכון רחבי עיניים במעבדות לביולוגיה אנליטית של המוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע. רכזת ביוטכנולוגיה מולקולרית.
התלמידים הם 15 מתוך 100 המשתתפים בתוכנית מגנט סלקטיבית למדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה (STEM) בבית הספר התיכון סאות 'ריבר באדג'ווטר שבמדינה. החודש הם קיבלו מבט מאחורי הקלעים על חלק ממוזיאוני המוזיאון. אוספים, מתקני המעבדה שלה והאנשים המנהלים אותם.
בשנה שעברה 28 אחוז מתלמידי התיכון בארה"ב הביעו עניין להמשיך בקריירת STEM. עם זאת, יותר ממחצית הסטודנטים הללו יאבדו את העניין הזה עד גיל גיל הזהב, לפי מומחים בענף. צוות סמית'סוניאן ב- LAB מקווה שהתלמידים מאדג'ווטר לא ייפלו במלכודת ההיא.
"הצללת העבודה מבהירה את כל שלל ההוראות שיוכלו ללכת בהן", אומרת יו"ר המחלקה של בית הספר התיכון הילרי קטן, שהלכה יחד עם הקבוצה. "כאשר הם נכנסים, יתכן שיהיה להם מיקוד או רעיון צרים יותר לגבי מה הקריירות של STEM יכולות להיות, וכשהם עוזבים הם יודעים שהעולם הוא הצדפה שלהם."
מוזיאונים יכולים להציע הזדמנויות למידה מדויקות במדעים שבתי ספר אינם יכולים, ואוצריהם יודעים זאת. המוזיאון האמריקני להיסטוריה של טבע בניו יורק מארח תוכנית המפגישה בין תלמידי התיכון פעמיים בחודש במהלך שנת הלימודים ובמשך שלושה שבועות בקיץ ללמוד מדעים. המוזיאון הלאומי של מלחמת העולם השנייה בניו אורלינס נותן חסות לטיולי שטח באתר לסטודנטים במתמטיקה ובתיכון בחטיבה העליונה, כדי להעניק להם שיעור חוצה תחומי כיצד הפיזיקה יכולה להודיע על ההיסטוריה. באוהיו מקיימת קרן מוזיאון חיל האוויר סדנאות לסטודנטים. כולם מחזקים את חינוך ה- STEM של סטודנטים צעירים בתקווה לעמוד בביקוש לכוח העבודה העתידי.
מוסד סמית'סוניאן נשאר בדרכו לעשות את אותו הדבר; הנשיא אובמה קרא להעלאת תקציב בסך 25 מיליון דולר המיועדים לתכנות הקשורות ל- STEM. הכספים יעזרו ביצירת מקורות מקוונים לתלמידים ויאפשרו למורים לשלב תוכן סמיתסוניאני עם עבודות בית ספר. נקודת ציון זו היא חלק ממאגר הכספים הפדראליים הקיים בממשל של 180 מיליון דולר המוקדשים לתכנות STEM המחולקת בין הסמיתסוניאן, משרד החינוך האמריקני והקרן הלאומית למדע.
סיור בית הספר התיכון סאות 'ריבר החל במוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע בקרוב למרכז החינוך Q? RIUS, שטח של 10, 000 מ"ר, שיכלול אוסף של 20, 000 אובייקטים של מחקר, ואז עבר במהירות ל LAB, שם שאל חקרן את התלמידים על זוגות הבסיס של ה- DNA, והם ענו בקלילות וצעקו, "גואנין וציטוזין! אדנין ותימין! "
החוקרת הסמית'סוניאנית איימי דריסקל הסבירה כיצד היא ועמיתיה משתמשים בתהליך המכונה תגובת שרשרת פולימראז כדי לחקור את ה- DNA של ציפורים ודגים. "בשנים הבאות יהיה לנו רצף DNA לכל דג - כולם 'יובקו', " אומר דריסקל.
חלק מהדגים האלה מגיעים מפרויקט תצפית השונית העמוקה של סמיתסוניאן, האוסף דגימות משוניות עמוקות בקריביים דרך צוללת של חמישה אנשים. "היית 1000 מטר למטה באוקיינוס בזמן שלוקח לך להגיע מכאן חזרה לאוטובוס, " אמר לי ווייגט, מנהל LAB, לקבוצה.
סטודנטים שמעו על יישומי ברקוד בעולם האמיתי מאת מתיו קווסקין, מנהל ה- IT של LAB. לאחר טיסת ארה"ב איירווייס ספגה "שביתת ציפורים", ואילצה את סרן צ'סלי סולנברגר להנחית את המטוס בנהר הדסון בשנת 2009, הרשויות העבירו שרידי ציפורים שנמצאו במנוע המטוס לסמית'סוניאן לצורך ניתוח. החוקרים נכנסו לרצף ה- DNA שחולץ מהדגימות למאגר הנתונים של ברקוד החיים, מנוע חיפוש המנתח אינספור קבצים של מיני ציפורים המורצבים, ואישרו כי הדגימות היו מאווזי קנדה. נתונים אלה משמשים כדי לעזור לשדות תעופה להבין את סוג העופות הגורמים לבעיות בשדות תעופה.
לאחר מכן הסיור יצא מהמעבדה ולתאי מחסני המוזיאון, שם התלמידים הציצו באוספי המחלקה לזואולוגיה חסרת חוליות. התחנה הסופית הייתה בתוך מחלקת הבוטניקה, שם מנהל האוספים גרגורי מקי סיפר לסטודנטים על אוספי הצמח של המוסד, המחזיקה 4.5 מיליון דגימות.
מקי העביר כמה צמחים שמורים והסביר כיצד החוקרים אוספים ומשמרים אותם. הוא חזר למאמצי המחקר של LAB ואמר שטכנולוגיות רצף DNA עשויות לעזור להסביר את התעלומה שבגללה פורח מין אחד של פרחי במבוק רק אחת ל -120 שנה.
"הם משלמים לי קצת כסף כדי לצאת ליער ולהתלכלך ומלוכלך, ואני לא צריך לענוד עניבה", אומר מקי מדוע הוא אוהב את העבודה שלו. הוא סיפר להם על פגישה עם גבר בן 70 במונגוליה שהיה כל כך מומחה לבוטניקה, עד שידע בדיוק איזה פינקונים לאכול, והוא פיזר בעצמו עצים כדי להשיג.
"זה מדהים", אומר ג'סי מק'לרי, סטודנט בן 15. יליד אנאפוליס אומר כי הוא נהנה במיוחד מתמטיקה ומקווה להפוך למהנדס, אולם הדיון של מקי היה נקודת השיא של הסיור.
ג'ייקוב מונדורו, בן 15 מאדג'ווטר, מצא גם כי מחלקת הבוטניקה היא התחנה המשכנעת ביותר בסיור. גם הוא רוצה לעסוק בהנדסה, אך אומר שהוא חושד שקריירה במדע הצמח תהיה בעלת ערך בעתיד.
"בוטניקה נראית כמו סוג הדברים שהולך להיות מאוד אינטנסיבי בהמשך בגלל המצב ההתחממות הגלובלית", אומר מונדורו. "בלי כוח אדם ראוי, לא יהיו הרבה אנשים שיכולים לקיים את כדור הארץ ואת הדרך שהוא צריך להיות."
טכנאי המעבדה קייטלין בייקר, שהוביל את הקבוצה של מק'לרי ומונדורו, אומר שהסיור נראה כמו חוויה פוקחת עין עבור הצעירים, ובמיוחד הסטודנטיות שהיו מספרם הגדול.
"אני חושב שממש מעצמת לראות נשים במדע ולעשות מחקר חדשני מאוד", אומר בייקר. "אני מקווה שהעובדה שיש כל כך הרבה גברים בקבוצה זו לא מעניקה לבנות איזושהי תחושה שזה תחום גברי. זה כבר לא. "
מבחינת סוויטת לורן, סטודנטית בת 14 מאדג'ווטר, המראה הפנימי היה אינפורמטיבי. "זה נתן לי תובנה רבה יותר של מה אני עשוי לעשות בעתיד, " אומר סוויט, השוקל מחקר רפואי. "אני מנסה להישאר מעודכן בכל דבר ובתקווה להיות חלק מפיתוח [טכנולוגיות] חדשות בעתיד."
הלורן חושב שמהירות החידוש הזו הגיעה לביתם של התלמידים. לימודי ה- STEM שלהם הם מכריעים להכנתם לעבוד עם וליצור טכנולוגיות של המאה ה -21, למרות שעד היום הם סיימו את המכללה בכמה שנים בלבד, ייתכן שטכנולוגיה חדשה עברה על הכלים שהם היו עדים להם ב- LAB.
"כולם חושבים שזה נשמע מגניב להיות ז'אק קוסטו וללכת לצלול ולאסוף, " אומר הלורן. "אבל הם באמת צריכים את כל מערך הכישורים כדי להיות מסוגלים לעשות זאת. אני חושב שככל שיש להם מושג על ההיקף של כל זה, כך טוב יותר שהם יוכלו ליישם את מה שהם כבר לומדים בתיכון ולעשות לעצמם נישות. "
