Definicja grupy eksperymentalnej
W eksperymencie porównawczym grupa eksperymentalna (inaczej grupa leczona) to grupa badana pod kątem reakcji na zmianę zmiennej. W badaniu mogą istnieć grupy eksperymentalne, z których każda testuje inny poziom lub ilość zmiennej. Drugi typ grupy, grupa kontrolna, może pokazać efekty zmiennej, mając ustaloną ilość zmiennej lub jej brak. Grupy eksperymentalne różnią się poziomem zmiennej, na którą są narażone, co pokazuje wpływ różnych poziomów zmiennej na podobne organizmy.
W eksperymentach biologicznych badanymi podmiotami są często organizmy żywe. W takich przypadkach pożądane jest, aby wszystkie osoby były blisko spokrewnione, aby zmniejszyć ilość zmienności genetycznej występującej w eksperymencie. Skomplikowane interakcje między genetyką a środowiskiem mogą powodować bardzo osobliwe wyniki, gdy są wystawione na działanie tej samej zmiennej. Jeżeli badane organizmy nie są powiązane, wyniki mogą być efektem genetyki, a nie zmienną. Dlatego nowe leki stosowane dla ludzi muszą być rygorystycznie testowane na różnych zwierzętach, zanim będą mogły być testowane na ludziach. Te różne grupy eksperymentalne pozwalają badaczom zobaczyć wpływ ich leku na różne genetyki. Wykorzystując zwierzęta, które są coraz bliżej ludzi, ostatecznie próby na ludziach mogą odbywać się bez poważnego ryzyka dla pierwszych osób, które spróbują narkotyku.
Przykłady grupy eksperymentalnej
Prosty eksperyment
Uczeń przeprowadza eksperyment dotyczący wpływu muzyki na rosnące rośliny. Student chce wiedzieć, czy muzyka może pomóc roślinom rosnąć, a jeśli tak, to jaki rodzaj muzyki preferują rośliny. Uczniowie dzielą grupę roślin na dwie główne grupy: kontrolną i eksperymentalną. Grupa kontrolna będzie trzymana w pomieszczeniu bez muzyki, podczas gdy grupa eksperymentalna będzie dalej podzielona na mniejsze grupy eksperymentalne. Każda z grup eksperymentalnych jest umieszczona w oddzielnym pomieszczeniu, z innym rodzajem muzyki.
Idealnie byłoby, gdyby w każdym pokoju było wiele roślin, a wszystkie rośliny użyte w eksperymencie byłyby klonami ta sama roślina. Jeszcze lepiej byłoby, gdyby roślina była prawdziwa lub byłaby homozygotyczna dla wszystkich genów. Wprowadziłoby to najmniejszą ilość zmienności genetycznej do eksperymentu. Ograniczając wszystkie inne zmienne, takie jak temperatura i wilgotność, eksperyment może z całą pewnością stwierdzić, że efekty wywoływane w każdym pomieszczeniu można przypisać muzyce i nic więcej.
Bugs in the River
Aby zbadać wpływ zmiennej na wiele organizmów naraz, naukowcy czasami badają ekosystemy jako całość. Produktywność tych ekosystemów jest często określana przez ilość wytwarzanego przez nie tlenu, co jest wskaźnikiem ilości glonów. Ekolodzy czasami badają interakcje organizmów w tych środowiskach poprzez wykluczanie lub dodawanie organizmów do eksperymentalnej grupy ekosystemów i testują wpływ ich zmiennych na ekosystemy bez ingerencji. Ta metoda może czasami pokazać drastyczne skutki, jakie różne organizmy wywierają na ekosystem.
Wiele eksperymentów z tym rodzaju mają miejsce, a wspólnym tematem jest podzielenie jednego ekosystemu na części ze sztucznymi podziałami. W ten sposób rzekę można by oddzielić, łącząc ją w obszary z pluskwami i bez. Obszar bez sieci pozwala na przedostawanie się owadów do wody. Owady nie tylko zjadają glony, ale umierają i dostarczają im składników odżywczych. Bez błędów można zaobserwować różne efekty na eksperymentalnej części rzeki, pokrytej siatką. Można zmierzyć poziom tlenu w wodzie w każdym systemie, a także inne wskaźniki jakości wody. Porównując te grupy, ekolodzy mogą zacząć dostrzegać złożone relacje między populacjami organizmów w środowisku.
- Grupa kontrolna – grupa, która pozostaje niezmieniona podczas eksperymentu, aby zapewnić porównanie.
- Metoda naukowa – naukowcy zajmujący się procesem uzyskują ważne, powtarzalne wyniki.
- Eksperyment porównawczy – eksperyment, w którym porównuje się dwie grupy, kontrolną i eksperymentalną.
- Trafność – miara tego, czy eksperyment został spowodowany przez zmiany w zmiennej, czy po prostu przez przypadek.
Quiz
1. Motyle bada entomolog. Naukowiec jest ciekawy, jak rosnące zanieczyszczenie wpływa na motyle. Badacz dzieli swoje motyle na grupy. Grupa 1 otrzyma normalne powietrze o normalnym poziomie zanieczyszczenia. Grupy 2 i 3 będą miały podwyższony poziom zanieczyszczenia, przy czym grupa 3 będzie miała więcej niż grupa 2. Które grupy są eksperymentalne, a które kontrolne?
A.Kontrola: 1; Eksperymentalne: 2, 3
B. Kontrola: 1, 2; Eksperymentalne: 2
C. Kontrola: 3; Eksperymentalna: 1, 2
2. Ekolodzy próbują określić wpływ pożarów lasu na populacje ptaków wyspiarskich. Dwie wyspy, Skeleton Caye i Isla De Fuente, siedzą blisko siebie i mają te same gatunki ptaków. Na Skeleton Caye wybucha pożar, a naukowcy zacznij badać populacje ptaków na każdej wyspie, aby zobaczyć, jak się zmieniają. Która populacja jest uważana za grupę eksperymentalną?
A. Isla De Fuente
B. Skeleton Caye
C. Żadna z wysp
3. Naukowcy chcą przetestować działanie sztucznego słodzika na myszach. Z czego składałaby się grupa eksperymentalna w tym eksperymencie?
A. Myszy, które otrzymują sztuczny słodzik
B. Myszy, które nie otrzymują substancji słodzącej
C. Myszy, którym podaje się różne ilości substancji słodzącej