Experimentelles Design

In einem Experiment werden ein oder mehrere Faktoren absichtlich verändert, um die Auswirkungen dieser Veränderungen auf eine oder mehrere Reaktionsvariablen zu beobachten. Die Gestaltung von Experimenten ist ein effizientes Verfahren zur Planung von Versuchen, sodass die gewonnenen Daten zur Erklärung der Veränderungen der Reaktionsvariablen herangezogen werden können.

Bei der Gestaltung eines Experiments muss zunächst die zu prüfende Hypothese festgelegt werden. Wenn man versucht, die Wirkung eines bestimmten Faktors (z. B. die Konzentration einer chemischen Verbindung) auf eine bestimmte Reaktionsvariable (z. B. die Wachstumsrate einer Makroalge) zu testen, ist es wichtig, sowohl „Treatmentgruppen“ (Zugabe der chemischen Verbindung) als auch „Kontrollgruppen“ (keine Zugabe der chemischen Verbindung) zu haben. Durch die Einteilung in beide Gruppen wird sichergestellt, dass der beobachtete Effekt auf die Variable durch den Faktor verursacht wird, der in der Behandlungsgruppe verändert wurde.

Sobald die notwendigen Treatments festgelegt sind, ist es auch wichtig, die Anzahl der Wiederholungen zu bestimmen, die im Experiment verwendet werden sollen. Ein Replikat ist eine Wiederholung der gleichen Versuchsbedingungen (Treatment). Replikate sind notwendig, um sicherzustellen, dass die als Reaktion auf die Variable aufgetretenen Veränderungen tatsächlich durch den veränderten Faktor verursacht werden und nicht auf Veränderungen anderer Faktoren oder Unterschiede zwischen Individuen zurückzuführen sind. In der Regel sind mindestens drei Wiederholungen (der gleichen Behandlung) erforderlich, um ein Ergebnis als zuverlässig zu betrachten. Bei weniger als drei Wiederholungen können die meisten statistischen Tests nicht auf die Daten angewendet werden. Andererseits sind die Ergebnisse umso zuverlässiger, je mehr Wiederholungen durchgeführt werden. Allerdings sind in der Regel Kompromisse bei der Anzahl der Replikate und/oder Treatments erforderlich, um die Komplexität der Experimente zu verringern.