Katarzyna Wojczulanis-Jakubas

Przypadek rządzi nauką, nauka przypadkiem (wykład plenarny/transkypt, III Sympozjum Młodych Ornitologów, Łódź 30.09-02.10.2022)

I. Przypadek rządzi nauką…

Podchodząc do problemu czysto lingwistycznie, ten przypadek to narzędnik;) Ale nie o takim przypadku tutaj będzie mowa. Mowa będzie o losowości zdarzeń (część pierwsza), a potem sprawdzaniu na ile obserwowane zjawiska różnią się od przypadku (część druga).

Nie będzie żadnym zaskoczeniem, jeśli powiem, że wiele przełomowych odkryć w nauce było efektem działania przypadku. Ktoś coś wrzucił, strącił, zapomniał a potem zdziwił, albo sfrustrował, a potem okazało się, że dokonał jakiegoś odkrycia. Izaak Asimov (ponoć bardzo inteligentny autor wielu powieści science fiction, i nie tylko) powiedział kiedyś, że najczęściej słyszaną frazą podczas odkrycia naukowego wcale nie jest Eureka, ale coś w rodzaju: „A to ciekawe…”. Jeżeli coś jest wystarczająco ciekawe, żeby się temu przyjrzeć to może to być początek ciekawej naukowej przygody. Ale do tego trzeba mieć oczywiście odpowiedni poziom ciekawości świata (w tym odpowiednio przygotowaną głowę, żeby dostrzec pewną wyjątkowość tego przypadku, o czym później) i trochę odwagę, aby poświecić temu drogocenny czas.

Poszukując w internecie odkrycia naukowego o takiej właśnie proweniencji, znalazłam tego mnóstwo. Po dwóch godzinach całkiem pasjonującej acz wyczerpującej lektury uznałam, że mam dość (i tak na długo tego wszystkiego nie zapamiętam) i postanowiłam zignorować większość. W tym zwyczajne-nadzwyczajne okrycie pencyliny przez Fleminga, bo nie umył swoich szalek Petriego wyjeżdżając na wakacje, czy odkrycie odruchów warunkowych przez Pawłowa, gdy jego asystent spóźnił się z karmieniem zwierząt eksperymentalnych, itd…;). Wszystko to rezolutnie zignorowałam i podzielę się tutaj tylko trzema krótkimi historyjkami, które uważam za… szczególnie interesujące.

Pierwsza historia dotyczy odkrycia kwestii indywidualnego rozpoznawania u os! Młoda całkiem wówczas, a obecnie profesor Elizabeth Tibbetts na Uniwersytecie w Michigan, przyglądała się osom próbując ustalić ich zachowania socjalne. Podążając według określonego planu, określonej metodologii malowała osy farbą, żeby móc je odróżnić jedną od drugiej, a potem w taki zindywidualizowany sposób przypisywać im zaobserwowane zachowania. Pewnego dnia, najwyraźniej coś poszło nie tak i kilka osobników umknęło jej uwadze. Nie oznakowała ich. Oczywiście nie zdając sobie z tego sprawy tak od razu, uruchomiła odpowiedni eksperyment, nagrywając zachowania oznakowanych (i nieznakowanych os). Dopiero jak zaczęła oglądać nagrania zdała sobie sprawę, że nie wszystkie osy są pomalowane. Znam historię z opowieści internetowych, nie byłam świadkiem zdarzenia, a więc nie wiem jak to w szczegółach wyglądało, ale mogę sobie łatwo wyobrazić, że pierwsza jej myśl mogła być taka: „O, nie!… wszystko na marne, będę musiała powtórzyć eksperyment” (coś w tym stylu, choć być może bardziej dosadnie…). Druga myśl, która okazała się właśnie tą przełomową mogła brzmieć tak: „Zaraz, zaraz, te nie pomalowane osy da się odróżnić od siebie, bo mają takie charakterystyczne, niepowtarzalne wzory na tych swoich osich twarzach….” Tak to mogło wyglądać, a co najważniejsze to błyskotliwe spostrzeżenie, nie tylko uratowało bieżący materiał badawczy, ale też okazało się podstawą do wielu interesujących i niezwykle poznawczych prac naukowych, o indywidualnym rozpoznawaniu osobniczym u owadów. Nota bene Tibbetts dostała za to odkrycie nagrodę Złotego Kreta w 2016, która wg mojego rozpoznania tylko w tym właśnie jednym roku była przyznawana i była to nagroda za najbardziej nadzwyczajne/ błyskotliwe odkrycie naukowe dokonane….przez przypadek!

Bardzo podoba mi się ta historia, również dlatego, że to odkrycie możliwości rozpoznawania osobniczego u os otworzyło całkiem nowy rozdział w ekologii behawioralnej. Wcześniej uważano, że wszystkie osobniki w grupie socjalnej są takie same i dla nich samych nie ma to znaczenia kto jest kim. To odkrycie, a w ślad zanim kolejne badania sprawiły, że dziś wiemy, że osobniki nie tylko różnią się między sobą na tyle, że nawet człowiek potrafi je rozpoznać, ale też dla nich samych ma to znaczenie – rozpoznają się i zachowują adekwatnie do tożsamości rozpoznanego osobnika.

Będąc ornitologiem (notabene przez przypadek) i w dodatku wygłaszającym właśnie referat na sympozjum młodych ornitologów, nie sposób mi nie wspomnieć o ornitologicznym odkryciu, odkryciu przez przypadek ma się rozumieć. Jack’a Dumbacher, wtedy doktorant, teraz już doktor w Kalifornijskiej Akademii Nauk, wykonywał swoją pracę doktorską dotyczącą zachowań godowych jednego z gatunków ptaków rajskich (Raggiana Birds-of-Paradise). W tym celu, z grupą asystentów łapał ptaki w sieci, oczywiście celując w ten specyficzny gatunek, ale jak to w lesie bywa nałapali przy okazji przygarść innego zwierza, w tym ptaka o wdzięcznej angielskiej nazwie hooded pitohui (wymawiać: huded pita-a-huj, a po polsku fletowiec kapturowy). Ptak całkiem uroczy, ale zdaje się, że niezbyt przyjemny w „obsłudze”, bo podrapał dotkliwie i Jack’a i jego kolegów. Ci, jak to ornitolodzy z krwi i kości, oblizali rany i całkiem się zdziwili jak im po tym zaczął drętwieć język. W ten sposób odkryli, że pitohui, to najprawdziwszy na świecie trujący ptak! Oczywiście dla tubylców, wcale nie była to nowość, zapytani o trujące właściwości ptaka pokiwali głowami, kwitując, że on do niczego się nie nadaje, ani na pióra ani do jedzenia. Dla nauki jednak było to niebywałe odkrycie, bo nigdy dotąd nie stwierdzono takiej toksyczności u ptaków. To całkiem przypadkowe odkrycie zapoczątkowało kolejne, już nie takie przypadkowe. Ustalono , że takich gatunków jest więcej, a trucizna to batrachotoksyna, ta sama która występuje u drzewołazów, choć wszystko wskazuje na to, że jej obecność i ptaków i płazów jest efektem działania ewolucji konwergentnej, to w sensie fizjologicznym, bo w praktyce jest to kwestia zjadania pewnych chrząszczy, które dla większości innych organizmów są śmiertelnie trujące.

Tibbetts odkryła rozpoznawanie osobnicze u błonkówek, Dumbacher ma swojego pitohui’a (chyba nie powinnam tego poddawać polskiej deklinacji…), teraz kolej na mnie :)

Teoretycznie, jak mają jedno jajo, które składają w izolowanej norze, to ewolucyjnie nie są przygotowane na odróżnianie jaj. W dodatku dwa leżące obok siebie jaja wyglądają bardzo podobnie. Wszystkie więc znaki na niebie i ziemi zakładają, że nie będą rozpoznawać. Niemniej, warto to sprawdzić, bo przecież ptaki mogą posługiwać się kryteriami, które są poza naszym zasięgiem. Poza tym teoretyczne rozważania trzeba weryfikować empirycznie. Osobna kwestia jest też taka, że ktoś kiedyś zupełnie „z kapelusza” stwierdził, że ten silnie ograniczony lęg u alczyka to jest niedawny ewolucyjnie, a wcześniej alczyki miałyby mieć dwa jaja w lęgu, tak jak miewają inne alki. Przy tym plama lęgowa u alczyka jest na tyle rozległa, że teoretycznie może właśnie ogrzewać dwa jaja. Potem był jeszcze eksperyment z rotacją piskląt między gniazdami, która to rotacja miała symulować sytuacje >1 pisklęcia w gnieździe. Okazało się wtedy, że niektóre pary były w stanie wykarmić taki zwiększony lęg.

Jeśli tak wyglądała alczykowa przeszłość, to współczesne alczyki mając dwa jaja powinny wysiadywać oba, i wysiadywanie to powinno się zakończyć sukcesem. Idąc tym tokiem myślenia wymyśliliśmy więc z mężem eksperyment, gdzie mieliśmy dokładać po jednym jaju do grupy gniazd eksperymentalnych. I tu pojawił się pewien kłopot… Skąd wziąć alcze jaja?? Kurzego nie da się podłożyć. Choć na upartego korze jajo jest podobne wielkościowo do alczego, przy odrobinie kreatywności można też je upodobnić kolorystycznie, to nie daj Boże wykluje się z tego kurczaczek… Z plastikowego jaj na pewno nic się nie wykluje… Wymyśliliśmy więc, że zabierzemy jednym, żeby dołożyć drugim… I w ten oto sposób automatycznie rozpoczęliśmy inny projekt, badając możliwość lęgu powtórzonego u alczyka, przy jego stracie na wczesnym etapie.

To znów samo w sobie jest dość ekscytujące, biorąc pod uwagę specyfikę środowiska alczyka. Alczyki żyjące w Arktyce mają do dyspozycji mają krótkie polarne lato i muszą się do niego wpasować ze swoim cyklem rozrodczym, który jest na tyle długi, że nijak nie ma przestrzeni na drugie lęgi, czy choćby lęgi powtórzone. Dodatkowo, wszystkie cykle w Arktyce są tak dopasowane, że gdyby wykluć się później niż kiedy jest to najbardziej optymalne, to wzrost czy przeżywalność może być niższa, itp. Z drugiej strony, choć alczyki są silnie zsynchronizowane fenologicznie, czasem zdarzają się bardzo późne lęgi i wtedy jest pytanie, czy są to po prostu spóźnialscy czy może lęgi powtórzone?? I jak wtedy tacy późni mają szanse na rozwój i przeżycie?

Tak też sformułowawszy pytania i ułożywszy skrupulatny plan działania, inspirowani przypadkiem wykonaliśmy całkiem przyzwoity eksperyment, albo raczej eksperymenty.

Dla tych, którym jaja podrzuciliśmy stwierdziliśmy, że nie rozpoznają własnych jaj, wysiadują co popadnie, czyli co znajduje się w centrum niecki gniazdowej. Jak się coś sturla, to „idzie w odstawkę” albo na zawsze albo chwilowo. Jak się nie sturla, to jak tylko jedno się kluje, drugie, choćby się kluło „idzie w odstawkę”. Wniosek z tego taki, że alczyki są ewolucyjnie „zaprogramowane” raczej na jedno jajo. To oczywiście rodzi pewne problemy, lekko je upośledza, bo nie potrafią odróżnić własnego od cudzego, ale w naturalnych warunkach nie ma to znaczenia, najczęściej jajo we własnym gnieździe jest po prostu własnym jajem.

Wyniki „stowarzyszonego badania pokazały nam, że alczyki są zdolne do powtórnych lęgów, w 75% eksperymentalnych gniazd po dwóch tygodniach pojawiły się nowe jaja. Pisklęta z tych gniazd szczęśliwie się wykluły, ale rozwijały się wolniej. A więc alczyki są świetnie wpasowane w ramy arktycznego lata, jak się ktoś spóźni, to go to od razu wprawdzie nie przekreśla, ale jego szanse maleją całkiem znacznie.

Tak więc przypadek pojedynczej obserwacji, doprowadził do dwóch całkiem ciekawych publikacji. Lekcja która z tego płynie jest taka, że warto czasem pozwolić swojej ciekawości pokierować procesem badawczym, a przeprowadzając badanie warto wykorzystywać sytuacje/materiał które one generuje, bo to może pomnożyć „zyski”. A więc: Bądźcie ciekawi! Bądźcie twórczy!

Jak widać, czysty przypadek ma duży potencjał i jeśli poświęcić temu trochę czasu i uwagi można z tego zrobić naukę;) A w dodatku będąc gnanym dziecięcą ciekawością, tę naukę się robi na skrzydłach. Ale żeby w przypadku dostrzec ten potencjał, trzeba mieć odpowiednio przygotowaną głowę. Co znaczy, że trzeba dużo wiedzieć, dużo czytać, dużo słuchać i to różnych rzeczy, nie tylko takich bezpośrednio związanych z tematem na którym się pracuje. Warto poszerzać horyzonty, poszerzać je nieustannie czerpiąc z wielu źródeł.

Opowiem teraz inną, krótką historię swojej porażki, która wynikała właśnie z tego, że moja głowa nie była odpowiednio przygotowana, żeby dostrzec coś, co było całkiem oczywiste.

Wspominane alczyki, jakby ktoś się jeszcze nie domyślił są ptakami morskimi, co więcej są pelagiczne, to znaczy, że latają za pokarmem hen, hen daleko na morze. Naprawdę daleko, 30 do 120 km. Podczas doktoratu badałam różnice międzypłciowe w opiece rodzicielskiej i miedzy innymi rozważałam czas trwania lotów żerowiskowych, wykonywanych przez samca i samicę. W tym celu zapisywałam (na różne sposoby, poprzez bezpośrednie obserwacje albo nagrania video) czas nieobecności ptaków w kolonii, który miał być czasem lotów żerowiskowych. Późniejsze badania z użyciem nadajników GPS pokazały, że to całkiem dobra miara. Tak więc ustalając czas trwania różnych lotów żerowiskowych dla różnych samców i samic zwyczajnie porównałam mediany dla tych dwóch grup. Rozkłady tych lotów były tak sobie normalne, w sensie gaussowskie dlatego mediany porównałam, a nie średnie, ale poza tym nie zwróciłam uwagi na to, że te rozkłady mają długie ogony z prawej strony. Albo i zwróciłam uwagę, ale zignorowałam to, no bo co w tym takiego nadzwyczajnego? Co mnie obchodzą skraje rozkładu jak porównuję mediany? Tu, wyjaśnię, że co zrobiłam było w porządku, jeśli rzeczywiście interesują Cię tylko mediany i rozkłady są z grubsza podobne to, to jest sposób na analizę. Porównując więc mediany, stwierdziłam, że przeciętny lot żerowiskowy samicy jest nieco dłuższy niż samca. Cóż, bywa… ;)

W tym samym czasie koledzy z Norweskiego Instytutu Polarnego, którzy badali ekologię żerowania alczyka w innych koloniach lęgowych, mieli również do dyspozycji dane dotyczące czasu trwania lotów żerowiskowych i zatrzymali się dłużej nad kwestią tych rozkładów. Dostrzegli bowiem podobieństwo do tego co się obserwuje u rurkonosych…. Rurkonose wykonują dwa różne typy lotów żerowiskowych, krótkie i długie. Krótkie służą zaopatrywaniu pisklęcia w pokarm, długie również regeneracji rodzica, przy tym te loty mogą być realizowane w różnych obszarach (blisko/daleko odpowiednio). Jest to tak zwana bimodalna strategia żerowania i jest to ważna kwestia w ekologii żerowania ptaków morskich, pociągająca za sobą szereg różnych konsekwencji (o których jeszcze powiem w drugiej części wykładu). Najpierw bimodalna strategia została opisana dla rurkonosych, a chwilę później norwescy koledzy opisali ją dla alczyka... Ten dziwny rozkład, który i ja widziałam oni zlogarytmowali i dostrzegli, że tu mamy do czynienia z dwoma różnymi typami lotów. Choć każdy z nich ma swoją wariancję, można je wyodrębnić, to nie jest jedno kontinuum, za tym stoi konkretna strategia. Dlaczego ja tego nie dostrzegłam?? Bo nie znałam wówczas ekologii żerowania albatrosów. Jak ktoś widział alczyka i widział jak lata, to wie, że do albatrosa mu delikatnie mówiąc daleko. W moim ówczesnym przekonaniu, na tyle daleko, że literatura ”około-albatrosowa” była dla mnie zbyt odległa i w sensie taksonomicznym i biegunowym. To więc była lekcja, że muszę czytać, dużo i jeszcze więcej i przede wszystkim koncertując się na problemie badawczym, i podchodząc do tego problemu z różnych stron.

Tak więc morał tej opowieści jest taki: Miejcie otwarte umysły, nie tak żeby Wam mózgi wypadły, ale tak by wiele do nich wpadało jak najwięcej. I sami nakładajcie sobie do głów tyle tylko ile się da. Czytajcie dużo, nieustannie poszerzajcie swoje horyzonty.

Idąc tą drogą postanowiłam razu pewnego poszerzyć swoje horyzonty i pojechałam w tropiki. Aktualnie rozważałam temat konfliktu płci w opiece rodzicielskiej i wspomnianego już alczyka i nic mi nie szło, nic się nie składało. Wszędzie niby ten konflikt płci jest oczywisty, a ja u alczyka nie mogłam go dostrzec. Tym bardziej uznałam, że potrzebuję odświeżyć głowę.

Pojechałam więc do Kostaryki i przyłączyłam się do projektu o ekologii żerowania kolibrów, najogólniej rzecz ujmując. Nie będę wnikać w szczegóły tego działania, choć to wszystko było arcyciekawe a otoczenie niezwykle urokliwe (obiektywnie tropiki są ponadprzeciętnie bogatym środowiskiem, a dla kogoś wyposzczonego krajobrazem polarnym to jak powrót z Marsa na Ziemię). Przez miesiąc tam pobytu nauczyłam się wiele, co więcej uzyskałam zupełnie nową perspektywę dla swoich codziennych badań. Pracując na jednym z odłamów projektu dotyczącym koordynacji śpiewu kolibrów, nagle zdałam sobie sprawę, że koncept koordynacji właściwie mogę zaadoptować do opieki rodzicielskiej u alczyka! Jeśli nie dostrzegacie tu związku nie szkodzi, ważne, że w mojej głowie powstała nowa myśl i pozwoliłam mi rozwinąć nowy projekt, na przykładzie którego pięknie można pokazać, jak to nauka rządzi przypadkiem.

II. Nauka rządzi przypadkiem…

Wspominany już wielokrotnie alczyk jest doskonałym gatunkiem do badania relacji między dwoma rodzicami. Oboje opiekują się lęgiem, oboje wysiadują jajo a potem karmią pisklę i oboje robią to w równym stopniu. Do tego gatunek jest monomorficzny, samiec i samica wygląda podobnie, a więc nie ma tu cech epigenetycznych które byłyby przejawem działania doboru płciowego i zaostrzały konflikt płci w odniesieniu do opieki rodzicielskiej. Dla pełnej jasności powiem, może że jeśli mamy duży dymorfizm płciowy, często wiąże się to z silną presją na jedną z płci (u ptaków najczęściej jest to samiec) na kojarzenie się z wieloma partnerami, co z kolei stoi w konflikcie z opieką nad potomstwem (nie ma na to zwyczajnie czasu, a przy wysokiej rozwiązłości w populacji pojawia się też problem spokrewnienia z lęgiem; inwestowanie czasu i energii w potomstwo, które nie jest własnym genetycznie potomstwem jest ewolucyjną stratą). Do tego wszystkiego u alczyka, ze względu na konieczność dopasowania fenologii do warunków arktycznego lata, mamy wysoką synchronizację lęgów. To oznacza, że wszystkie osobniki w lokalnej populacji przystępują do rozrodu w podobnym czasie, a więc po rozpoczęciu lęgów z jednym partnerem, właściwie lepiej z nim pozostać, bo alternatywy nie ma. Przy tym udział w wysiadywaniu/karmieniu obojga rodziców jest kluczowy do wyprowadzenia lęgu z sukcesem u alczyka. Tak więc przyglądając się opiece rodzicielskiej u alczyka, trudno dostrzec konflikt płci, który w literaturze przedmiotu stanowi wątek przewodni dla rozdziału o opiece rodzicielskiej. Co więcej tu nie ma konfliktu, a jest współpraca. Co więcej ta współpraca przejawia się w koordynacji działań rodzicielskich!

Jak wspominałam już wcześniej, u alczyka pisklę (notabene tylko jedno w lęgu, co dodatkowo uprasza sprawę na różnych poziomach analizy) karmi oboje rodziców. Przy tym oboje rodziców realizuje wspomnianą wcześniej bimodalną strategię lotów żerowiskowych. Po tym jak Norwescy koledzy zwrócili uwagę na tę strategię u alczyka, kolejne badania pokazały, że alczyki podobnie jak albatrosy, podczas długich lotów lecą daleko od kolonii i co ważne żerują na własne potrzeby i tylko w drugiej kolejności (w drodze powrotnej z wakacji;) przynoszą pokarm dla pisklęcia. Oczywiście te długie loty są odpowiednio też długie w sensie czasu trwania. U albatrosów takie loty trwają czasem kilka dni, ale alczyk nie jest takim ekstremistą. Niemniej jego długie loty trwają do 24 godzin (średnio jest to kilkanaście godzin). Krótkie loty żerowiskowe, realizowane są w stosunkowo niedaleko od kolonii i trwają odpowiednio krócej, średnio kilka godzin.

Jak rodzic realizuje taką właśnie bimodalną strategię, to czekające na pokarm pisklę ma perspektywę różnego czasu oczekiwania na pokarm, co może nie być wcale przyjemne (zwłaszcza długi lot żerowiskowy, który oznacza długi okres oczekiwania na pokarm). Jeśli dwoje rodziców karmi, to ta perspektywa może się zmienić, zwłaszcza jeśli rodzice koordynowaliby swoje działania.

Można się więc spodziewać, że jeśli wyrównana dostawa pokarmu jest korzystna dla rozwoju pisklęcia, to rodzice powinni dokładać starań, żeby osiągnąć odpowiednie tempo. Mamy więc możliwy taki scenariusz, bardzo pozytywny, że jeśli jeden z rodziców realizuje długi lot, to drugi wykonuje serię krótkich, po czym następuje zmiana. W ten sposób, każdy jest zadowolony, rodzice realizują swoje potrzeby i jednocześnie pisklę jest karmione w równym, teoretycznie sprzyjającym rozwojowi tempie. Jeśli nie koordynują to rozkład tych długich, krótkich lotów będzie losowy. I teraz następuje zawiązanie węzła dramatycznego…

Mamy układ lotów żerowiskowych samca i samicy alczyka, „na oko” widać, że coś jest na rzeczy, wygląda jakby te loty partnerów były skoordynowane, ale nie jest to zupełnie czysty obraz. Badając zjawiska w przyrodzie, wiemy dobrze, że nigdy nic nie jest „czarno-białe” (oczywiście są wyjątki, czarno-biały jest alczyk), więc i w danych zawsze pojawia się pewna losowość. I tu nauka stawia pytanie: na ile obserwowany układ jest różny od przypadku?? I nauka potrafi na to pytanie odpowiedzieć. Generując losowe dane, można zasymulować przypadek i opierając się na rachunku prawdopodobieństwa można stwierdzić na ile obserwowany układ jest różny od przypadku. Nauka rządzi przypadkiem!

Aby ustalić czy rodzice alczyka rzeczywiście koordynują swoje działania, trzeba na początek ustalić jakąś miarę tej koordynacji, która będzie mierzalną wartością dla obserwacji. Jeśli samiec i samica koordynując swoje działania mają wykonywać swoje krótkie i długie loty naprzemiennie w stosunku do siebie, to procent nakładania się krótkich i długich lotów może być pewną miarą tej koordynacji – im wyższa będzie ten procent tym wyższa będzie koordynacja. Dla alczyka jest to średnio dla pary 25% (w drugim tygodniu życia piskląt), czy to dużo czy mało? Bezwzględna wartość nie ma tu znaczenia, najważniejsze jak ta wartość różni się od przypadku. Tak więc wykorzystując do tego odpowiednie narzędzia statystyczne, tutaj randomizację, możemy taki przypadek wygenerować. W tym celu bierzemy oryginalne dane dotyczące lotów żerowiskowych i tasujemy je miedzy sobą (dla każdej pary wykonując to zadanie osobno, oczywiście). Tak wytasowane dane układają się w czysto losowy, przypadkowy sposób i z takich danych wyliczamy procent pokrywania się krótkich i długich lotów partnerów. Czynność należy powtórzyć przynajmniej 1000 razy (za każdym razem na nowo tasując dane i na nowo wyliczając z tych danych procent). Po takiej procedurze mamy 1000 wartości procentowych, które zostały wygenerowane losowo. Ich losowość jednocześnie oznacza, że wszystkie one złożone razem przybiorą rozkład normalny. Dla tych co już mieli do czynienia ze statystyką jest oczywiste, że taki rozkład daje możliwość względnie łatwego obliczenia prawdopodobieństwa wystąpienia określonego zdarzenia. Upraszczając na ten moment, na przykład wartość 20%, jest bardzo prawdopodobna, bo takie wartości zdarzają się często, ale 32% wartość jest już prawdopodobna znaczenie mniej, bo takie wartości są rzadkie. Jeśli do takiego losowo wygenerowanego rozkładu wartości procentowych przyłożymy obserwowaną wartość, to możemy stwierdzić na ile różna jest ona od przypadku. Tutaj wygląda, że całkiem różna. A więc koordynacja działań rodzicielskich alczyka, mimo że nie jest wolna od losowości, jest całkiem różna od przypadku. Rodzice alczyka rzeczywiście starają się unikać nakładania się na siebie swoich długich lotów żerowiskowych. Czy i jakie ma to znaczenie dla alczyka to już zupełnie inna historia, więc żeby zaspokoić choćby częściowo wynikającą z dotychczasowej opowieści ciekawość, powiem, że koordynacja działań rodzicielskich istotnie zmniejsza czas trwania interwałów czasowych między karmieniami, a więc pisklę otrzymuje pokarm w sposób bardziej równomierny.

Wracając do głównej historii, przykład koordynacji rodzicielskiej u alczyka demonstruje całkiem przyjemne narzędzie do badania zjawisk, na ile różne te zdarzenia są one od przypadku. To ilustracja tego jak przypadek rządzi nauką a nauka przypadkiem.

Na koniec dodam, że choć przypadek ma dużą moc sprawczą i może czasem doprowadzić do przełomowego odkrycia, siła nauki polega na tym, że ten przypadek może kontrolować. Będąc zainspirowanym przypadkiem, ważne jest żeby w procesie badawczym kontrolować rzeczywistość i nie pozwolić przypadkowi zrujnować skrupulatnie przemyślanego i zaplanowanego badania.

Podsumowując, bądźcie ciekawi, bądźcie kreatywni, otwarci na nowe pomysły i wiedzę.

PRZYPADEK 2: Planning fallacy, a common but underestimated ailment of researchers

You get the grant which makes you super happy, and start your project with a great enthusiasm and the Gantt plot being a backbone of your performance… Then, the project let’s say, planned for two years turns out to be five years adventure, with a lot of ups and downs on the way, you often think there are more downs than ups. When the project is completed, you consider it a miracle!

I am now a researcher (behavioural ecologist) with almost 20 years of experience, and so far, each paper-project I have worked on being a leading author, took me on average four years to accomplish (from data collection/idea to publishing results). Obviously the duration of the paper-project is topic and/or discipline-dependent, but I believe the average, I experience, may be true not only for a biological research. The fastest rate I have achieved is one year, and this is despite the actual work I did lasted one month. The idea of this little project bloomed during a discussion with my former lab mate at the beginning of my one-month internship. When I was leaving the lab the manuscript was ready for submission. The manuscript was finally accepted in the first journal where it was submitted to, but in between we had to perform additional analyses. The project was short and simple and I believe we were super-efficient but overall, it took a year! What can happen if the project is more complex and there are many people involved, each with own time-constraints?

This is not a story of a procrastinating person who plans things realistically but failed to follow the plan. This happens to everybody and is actually a described psychological phenomenon termed planning fallacy i.e. predictions about how much time will be needed to complete a future task displays an optimism bias and underestimates the time needed. When the world is so much fixed on efficiency, to achieve a maximal product in a minimum time, the planning fallacy is even easier to commit. On one hand, for the project sake, we all need “to cheat” with the time-plan. First to convince reviewers the project is doable, then ourselves to dive into; who would decide to support or start the project if it took five years? We also need an agenda, even if the one changing over the time, as this is like a lighthouse for a boat, keeps us on the right track; who would complete the task without a deadline? On the other hand, if the planned time-frame is a propri too optimistic or it is just a good realistic plan but a pandemic comes and puts throw your plan upside down we are in trouble. If we do not really accept the fact that reality is often complicated and unpredictable, and it is OK that we extend our project, the planning fallacy converts to frustration.

There is probably no a golden rule to solve the planning fallacy. Perhaps we should not even try to fight with it as this is a just inevitable trait of human performance. What we can do for ourselves however, to be able to enjoy the project despite efficiency being lower than planned, I would sum up in three points:

1) Plan our project as realistically as possible, not only basing on our own experience and knowledge but also consulting it with other people (as experts in psychology says the optimistic bias in planning affects predictions only about one's own project, while people from outside are usually more pessimistic; the realistic scenario is thus somewhere in between).

2) Do our best to keep project agenda but also be prepared to modify (extend!) it. Importantly, do our best (if possible) to have other people involved in the project to follow this rule too (fully! not only in performing things in timely manner but also accepting the project extension, if necessary!)

3) Let’s not think of deadlines as milestones but goals, and let’s enjoy our projects even if running off the planned time-line. After all, this is what builds up our work-life. Deadlines are helpful to perform in a timely manner, especially if we are tired and bombarded with competing tasks, but they have also a great potential to kill our creativity, which is actually what the science needs the most.

posted on 19 Mar 2021