О чем рассказали "ламповые щетки"

На модели хромосом типа «ламповых щёток» ученые Института цитологии и генетики СО РАН вместе с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета показали, что белковый комлекс когезивный когезин может служить мощным препятствием для упаковки ДНК и формировать «жёсткие границы» между участками генома. Это открывает новый взгляд на то, как трёхмерная архитектура ДНК управляет включением и выключением генов в клетке. Результаты исследования опубликованы в журнале Nucleic Acids Research (https://academic.oup.com/nar/article/54/7/gkag316/8653609).

В ооцитах курицы при созревании яйцеклетки хромосомы принимают особую форму: становятся похожи на «палочки» с крупными боковыми петлями – это активно транскрибируемые гены, по которым постоянно «едут» сотни удлинняющих РНК полимераз.

«Мы изучали не то, зачем нужны хромосомы типа ламповых щёток, а как они устроены и почему выглядят именно так. Давно было понятно из биофизики, что огромные “шубы” из РНК и белков на активно работающих генах должны отталкиваться и выпетливаться наружу. В своем исследовании мы это подтвердили и моделями, и цитологически», – объяснил один из авторов исследования, сотрудник лаборатории геномных технологий для медицинской генетики Тимофей Лагунов.

Авторы работы совместили данные геномики (Hi-C, single-cell Hi-C, анализ метилирования ДНК, транскриптомики) и микроскопии с детальным биофизическим моделированием. Результаты продемонстрировали, что РНК-полимеразы, продвигаясь по активному гену, «сметают» большинство белков на своём пути, но не могут разорвать когезиновые кольца, которые удерживают вместе две сестринские хроматиды. Эти кольца сдвигаются к концам активных генов и накапливаются там, мешая другим белкам свернуть ДНК более компактно.

«Наше моделирование показало, что когезиновые кольца могут настолько сильно препятствовать компактизации, что в случае хромосом типа ламповых щёток они формируют очень жёсткие границы между участками ДНК. Проявления эффекта с такой силой до нас никто не описывал», – рассказал Лагунов.

Одновременно, рядом с активными генами скапливаются массы только что синтезированной РНК с белками, создавая избыточное «давление» в локальном объёме. В итоге участки ДНК, свободные от когезина, выталкиваются наружу в виде крупных петель, а между ними участки, «прошитые» кольцами, остаются компактными и формируют характерный рисунок хромомеров.

Сам этот рисунок был известен и ранее, но в своей модели исследователи объяснили механизм, благодаря которому он удивительно воспроизводим у разных особей одного вида: архитектура хромосом-«ламповых щеток» у разных куриц на этой стадии созревания ооцита практически совпадает, что необычно для обычных соматических хромосом, где структура гораздо более динамична.

Ключевой вклад работы – в демонстрации того, что белковый комплекс когезивный когезин сам по себе может быть важным фактором, задающим трёхмерную архитектуру генома, а через неё – и режим работы генов.

«То, что когезины есть в осях хромосом, было известно давно. Но то, что они могут служить таким сильным препятствием для компактизации хроматина, причём настолько, что в ламповых щётках формируют жёсткие границы между участками ДНК, – это новый результат», – подчеркнул исследователь.

Компьютерная модель позволила «включать» и «выключать» эффект препятствия и тем самым напрямую проверить, насколько сильно когезин меняет структуру хромосомы.

Хотя ламповые щётки встречаются в основном у яйцекладущих и мечущих икру организмов и наблюдаются только в ооцитах на определённой стадии мейоза, авторы считают, что выявленный механизм имеет более общий характер. В любой клетке позвоночных после удвоения ДНК новые копии временно соединены этим белковым комплексом, и вопрос компактной упаковки генома тесно связан с тем, где и как располагаются эти кольца. С учётом того, что работа генов и ошибки в упаковке ДНК лежат в основе многих заболеваний, понимание роли когезивного когезина в формировании трёхмерной структуры генома важно не только для фундаментальной биологии, но и для будущих медицинских исследований.

Рисунок предоставлен Тимофеем Лагуновым

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН

Как мечта стала историей

В новом кампусе Новосибирского государственного университета открылась фотовыставка «Первые среди звёзд» – мультимедийный проект о том, как мечта о космосе стала частью истории России, её науки и культуры. На тридцати уникальных документах из архивов РИА Новости показали путь от идей Циолковского и первых ракетных опытов до первых пилотируемых полётов, жизни на орбите и планов на новые станции и лунные миссии. Экспозицию сопровождала серия подкастов, а организаторами проекта выступили холдинг ОИ Медиа (ранее – МТС Медиа), РИА Новости и Радио Sputnik при поддержке Государственной корпорации «Роскосмос», Российского военно‑исторического общества, Национального центра исторической памяти при Президенте РФ и Российского исторического общества.

Проект задуман как серия региональных выставок: уже прошли показы в Луганске, ВДЦ «Орлёнок» и Калининграде; Новосибирск стал очередной точкой маршрута. Формат предполагает не только экспозицию, но и образовательные программы, дискуссии и встречи с экспертами, что делает его живым и многоуровневым.

Кирилл Ибрагимов провел небольшую экскурсию по выставке Кирилл Ибрагимов, начальник отдела реализации проектов медиагруппы «Россия сегодня», назвал проект комплексным и мультимедийным: «Изюминка этого проекта в том, что он комплексный, мультимедийный: фотовыставки в десяти регионах и подкаст, который в неделю космонавтики ежедневно рассказывал о достижениях Советского Союза в космической гонке». Он добавил, что многие кадры открываются публике впервые: на выставке можно было увидеть архивные снимки, которые ранее не публиковали. В числе таких – редкие фотографии Константина Циолковского за работой в лаборатории и кадры подготовки и отборов первого отряда космонавтов.

На одном из центральных стендов – снимок с Юрием Гагариным за несколько часов до старта: на фото видно напряжённое, но спокойное лицо, рядом с ним Королёв, дающий последние напутствия. Ибрагимов рассказывал, что решение о пилотируемом полёте приняли в конце 1959‑го, а за год – из трёх тысяч кандидатов – выбрали шесть, затем пять. «Решение о том, что будет совершен пилотируемый полёт, заранее не разглашали; о полёте по радио сообщили уже после возвращения. Люди были ошарашены – и пошли стихийные поздравления по всей стране», – отметил он. Фотография Гагарина, проходящего по Красной площади через несколько дней после полёта, служила в экспозиции напоминанием о том, какой силой была победа над страхом и неизвестностью: «Это дорого стоило: восстановиться после такого испытания за пару дней мог только человек особой воли», – прокомментировал Ибрагимов.

Ректор НГУ, член‑корреспондент РАН Дмитрий Пышный, который открывал выставку на площадке нового кампуса, связал экспозицию с научной жизнью университета. «Сегодня у нас важный знаменательный день, – сказал он. – Выставка включает 30 уникальных фотографий из архивов РИА Новости: они показывают историю развития космонавтики в России, её роль в науке и культуре». Пышный подчеркнул, что площадка НГУ выбрана неслучайно: университет последние десятки лет участвовал в разработке приборов для освоения космоса, сотни комплектующих разработаны и отправлены на орбиту. «Мы активно работаем над малыми спутниками, и сейчас включаемся в серию аппаратов вроде Norbi‑4, где будут тестироваться решения с использованием искусственного интеллекта для малых космических систем», – сообщил ректор. Экспозиция, по его словам, должна вдохновить студентов: «Это наше историческое прошлое, настоящее и будущее».

Под каждой фотографией стоят QR‑коды, отсканировал  и слушаешь подкаст, где журналисты, ученые и политики делятся эпизодами истории отечественной космонавтики Выставка выстроила хронологию и человеческие истории: рядом с официальными снимками полётов кадры бытовых эпизодов: фотографии тренировок, семейные портреты космонавтов и рабочие планы инженеров. Под каждой фотографией стоят QR‑коды, отсканировал  и слушаешь подкаст, где журналисты, ученые и политики делятся эпизодами истории отечественной космонавтики. И каждый выпуск открывает новую грань этого глобального проекта, расширившего границы нашей Ойкумены.

СССР действительно занимал лидирующие позиции в начальной фазе освоения космоса – запуск первого искусственного спутника в 1957 году, первый пилотируемый полёт Юрия Гагарина в 1961‑м, первые выходы в открытый космос, полёты на лунную программу и создание орбитальных станций – всё это стало частью глобальной истории и повлияло на науку, инженерию и культуру десятилетий. Эти достижения породили целую культурную вселенную: книги, фильмы, музыку и образ будущего, который вдохновлял поколения учёных и конструкторов. В экспозиции это чувство масштаба передавалось и через технические кадры, и через личные истории тех, кто создавал космос.

Организаторы сделали особый упор на образовательный эффект: выставка не просто демонстрировала кадры, а предлагала посетителю маршрут – от идей и расчётов до испытаний и ежедневной работы на орбите. В дни открытия организаторы планировали встречи со студентами и школьниками, где рассказывали не только историю, но и практические истории о том, как устроена современная космическая инженерия. «Мы приезжаем в десять регионов и проводим такие небольшие открытия, общаемся со студентами и школьниками», – объяснил Ибрагимов.

Организаторы сделали особый упор на образовательный эффект Завершая открытие, организаторы подчеркнули, что цель экспозиции – не только напомнить о достижениях, но и показать преемственность: как прошлые решения и риски формировали сегодняшние технологии и какие вызовы стоят перед новыми поколениями инженеров и учёных. «Это проект для тех, кто хочет по‑настоящему почувствовать масштаб космической истории: потому что космос давно стал частью нашего прошлого, настоящего и будущего», – говорится в сопровождающих материалах проекта.

Выставка «Первые среди звёзд» будет доступна на площадке нового кампуса НГУ в течение месяца; организаторы планировали продолжить выездные показы и в других регионах, а любой желающий мог прослушать полную подкаст‑серии через QR‑коды у стендов и на площадке проекта. Для тех, кто готов задуматься о цене открытий и о людях за кадром, экспозиция предлагала именно такой путь – от архивного кадра к рассказу, от личной судьбы к общей истории покорения неба.

Сергей Исаев

Фото - Инесса Бахарева (1,3), Варвара Фролкина (2,4)

«Человек не баг системы»

Лекция Ирины Мухиной в НГУ началась с личной истории — и уже она задала тон разговору об искусственном интеллекте. Кандидат физико‑математических наук, выпускница Новосибирского университета, почти тридцать лет она жила и работала в Канаде, занималась финансами, риск‑менеджментом и управлением активами. Ещё в конце 1990‑х она применяла нейросети для сегментации клиентов и видела, как алгоритмы шаг за шагом становились невидимыми управляющими больших систем. Этот опыт, наложенный на жизнь между разными языковыми и культурными мирами, позволил ей говорить об ИИ не только как о технологии, но и как о среде, в которой начинает меняться человеческое сознание.

Мухина подчеркнула, что фундаментальное математическое образование НГУ стало для неё «операционной системой», на которой потом можно было «доустанавливать» любые прикладные знания. «В Новосибирском университете научили настолько серьёзной математике, что всё остальное можно было спокойно изучить в процессе деятельности», — вспоминала она. Но именно опыт жизни в англо‑ и франкоязычной среде заставил её задуматься о том, как язык влияет на мышление. По её словам, аналитические, «технократические» языки Запада задают утилитарный способ думать, тогда как образно‑логический русский язык лучше поддерживает более гибкое и изобретательное мышление. Из этого она вывела ключевой мотив лекции: в эпоху ИИ борьба идёт не столько за устройства, сколько за тип сознания.

Говоря о цивилизационном сдвиге, Мухина предложила смотреть шире привычного сюжета про «очередную технологическую революцию». В XIX–XX веках технологии в первую очередь меняли физический труд и инфраструктуру, затем коммуникации — от телеграфа до социальных сетей. Сейчас, считала она, мир вошёл в фазу технологизации самого мышления, когда алгоритмы незаметно подменяют собой процессы внимания, памяти и выбора. На этом фоне особенно контрастной выглядела энергетическая цена цифрового мира. «Если наш мозг посредством живых процессов потребляет десятки ватт, то всё, что происходит в цифровой среде, — это мегаватты. Это экзистенциальная разница естественного и искусственного интеллекта», — подчеркнула она. По её мнению, разговоры о «зелёном переходе» и устойчивом развитии плохо сочетались с взрывным ростом энергоёмких дата‑центров, на которых держится нынешний ИИ.

От абстрактных киловатт Мухина перешла к тому, что слушатели чувствуют каждый день: к отчуждению времени и внимания. Она предложила посмотреть на историю последних столетий как на цепочку «отчуждений»: сначала у людей отнимали землю, затем капитал, а сегодня — внимание и время жизни. Социальные сети, игры и бесконечные ленты новостей, по её словам, выстраиваются как дофаминовые машины, которые втягивают человека в «воронку смыслового хаоса». «Мы реально живём во время, когда мы уже никогда не узнаем, что на самом деле происходило с любым событием… семантический хаос поглощает нашу реальность», — сказала она. В этих условиях массовому пользователю становится всё труднее отличать знания от информационного шума, а реальность — от её платформенной версии.

Одновременно на цифровых платформах формировалась новая архитектура власти, которую Мухина описала как технофеодализм. Классические государства и корпорации частично уступили место гигантским экосистемам. На Западе это GAFAM, в России — крупные цифровые платформы, объединяющие десятки и сотни компаний под одной «облачной» крышей. «Человек становится ошибкой кода. Он становится багом. Тем, что замедляет работу системы», — резко сформулировала она. Алгоритмы встроились в кредитование, логистику, рекламу, и человек всё чаще оказывался в роли набора поведенческих паттернов, которыми можно управлять в автоматическом режиме.

Отдельный блок лекции был посвящён большим языковым моделям — системам, которые уже пишут тексты, переводят, советуют и иногда отвечают на вопрос о смысле жизни. Мухина заметила, что большинство таких моделей обучаются на массиве относительно недавних текстов, насыщенных клише, упрощениями и культурным шумом. В результате, по её словам, ИИ чаще воспроизводит поверхностный слой массовой культуры, чем достаёт глубинные смыслы. Второй важный момент — встроенные рамки и цензура. Она привела характерный пример: «Переводила что-то… Оно мне выдало половину. Я говорю: “Почему так плохо перевела?” А она [модель] пишет: “А всё остальное переводить нельзя, потому что там смысл… мне не рекомендуется вдаваться в эту тему”». Для неё это стало иллюстрацией того, как в ИИ закладываются неявные идеологические фильтры, соответствующие определённой политической и культурной повестке.

Но даже не цензура, а манипулятивный потенциал ИИ показался ей наиболее опасным. Продолжая линию от раннего таргетинга рекламы до гиперперсонализации, Мухина говорила о том, что под каждого человека теперь можно «сшить» собственную цифровую реальность. «Под каждого выбирают миры и подшивают под их страх, под их ожидание, под их картину мира», — объяснила она. Ленты новостей, рекомендации видео и рекламные сообщения складываются в индивидуальный «когнитивный коридор», который подтверждает уже имеющиеся убеждения и отсечёт всё, что им противоречит. Так, по её оценке, возникают устойчивые информационные пузыри, внутри которых уже не нужно спорить или сомневаться — алгоритм сам подстраивает мир под пользователя.

Последствия такой цифровой среды Мухина видела в деградации когнитивных навыков и изменении структуры личности. По её наблюдениям, у молодых людей падала способность к длительной концентрации, снижались креативность и мотивация искать нестандартные решения: за них всё чаще «думали» готовые алгоритмы. Уход в виртуальные миры, геймификация повседневности и лёгкий доступ к наркотикам усиливали разрыв между онлайн‑образом и реальной жизнью. Важным симптомом она назвала то, как меняется способ общения. Мухина привела образ «карго‑культа» потребления: «Когда им доставляют еду, когда им доставляют все пакеты… у них это “карго‑культ” — и всё тебе сейчас принесут. Вот я только кнопочку нажму. Это выполнение алгоритмов без понимания смысла». Люди, по её словам, привыкают действовать по инструкции, не задавая вопроса «зачем».

На этом фоне Мухина перешла к вопросу о месте России в мире, где ИИ становится инфраструктурой сознания. Её позиция звучала однозначно: Россия — не просто страна, а отдельная цивилизация, соединяющая Запад и Восток. Огромная территория, разнообразие народов и культур, опыт жизни в суровой природной среде, по её мнению, формируют особый тип коллективного характера. «Запад управляется законом. Восток — традицией. А Россия — пословицами и поговорками… У нас должна быть высокая цель, мы живём по принципу “во имя”», — сформулировала она. В этом контексте Сибирь для неё — не «кладовая ресурсов», а пространство живой среды и особого менталитета, способного сопротивляться унифицирующему давлению глобальных платформ.

Главной угрозой для России она назвала не санкции или конкуренцию технологий, а незаметную унификацию. Заимствование западных стандартов в IT, бизнес‑моделях и управлении, по её словам, несёт риск растворения собственной цивилизационной идентичности. Мухина предложила отличать унификацию (подгонку под один шаблон) от универсализации (поиск общих принципов при сохранении различий). В её представлении у России есть шанс предложить миру альтернативную модель — «человекомирный мир», где технологии остаются продолжением живого, а не подменяют его.

В финале лекции разговор об ИИ окончательно превратился в разговор о целях. Мухина предложила сместить фокус с вопроса «как?» — доминирующего в технократической логике — на вопросы «зачем?» и «во имя чего?». Искусственный интеллект, по её мысли, должен оставаться цифровым слугой: брать на себя рутину, поиск и компиляцию данных. Но ставить задачи и определять цели обязан человек, обладающий волей, духом и нравственным выбором. «Задачу ставит человек. Человек в духе ведёт за собой цифровое сознание… Это моментная часть живого целого, встроенная в этот новый тип», — сказала она. В качестве метафоры Мухина обратилась к человеческому телу: органы власти и управления, по её мнению, должны работать как органы живого организма, а не как безличные организации.

В качестве возможного ориентира она вспомнила идеи русских космистов и учение о ноосфере, где человечество мыслится как часть разума планеты, а технологии — как продолжение естественных процессов, а не их противник. Индикатором «здоровья» общества в такой рамке она назвала способность людей возвращаться к живому контакту с природой и своим народом, ставить коллективные высокие цели, а не только потреблять. Главную мысль Мухина сформулировала жёстко и просто: «Родиться человеком — это чудо. Оставьте человека человеком… Процесс внедрения искусственного интеллекта не остановить. Это вызов человечности. Им нужно управлять так, чтобы сознание, мышление, человечность прогрессировали, а не деградировали». В её интерпретации вопрос об ИИ оказался прежде всего вопросом о том, кем мы хотим быть, когда делегируем машинам всё больше человеческих функций.

Сергей Исаев

Изображение сгенерировано нейросетью Шедеврум

Как подготовить инженера-изобретателя?

КЮТ СО РАН совместно с МБУ МЦ «Мир молодёжи» получил поддержку Фонда Президентских грантов для развития инженерно-технического образования среди школьников. Проект получил название «От интереса до проекта: как подготовить инженера-изобретателя?» и направлен на выявление инженерно-технических интересов у школьников, обучение навыкам обращения с современной техникой и патриотическое воспитание.

Инициатива авторов проекта ориентирована на выявление и поддержку школьников от 12 до 17 лет с «умными руками». В рамках проекта для учеников 7, 8 и 10 классов пройдут бесплатные мастер-классы, две профильные образовательные смены, техническое многоборье, выставка технических моделей, фестиваль мототехники и школьный технический форум.

Ребята познакомятся:

  • с предназначением, устройством, процессами сборки/разборки, управления и ремонта, беспилотной воздушной и наземной техники;
  • с устройством и использованием простых и сложных механизмов внутреннего сгорания;
  • с основами 3D-моделирования и процессом воплощения виртуальных деталей в реальные детали и узлы.

В ходе мероприятий проекта с каждым ребёнком по нескольким направлениям будут работать опытные преподаватели. За короткий период в увлекательной форме школьники познакомятся и овладеют широким спектром начальных технических компетенций. При этом участники проекта не просто «познакомятся» с техникой, а с помощью современных инструментов, оборудования и программного обеспечения создадут свои простые модели и закрепят полученные инженерно-технические навыки в ходе состязаний.

Профильные образовательные смены завершатся техническим многоборьем, где участникам персонально и в команде предстоит пройти несколько этапов: конструирование и изготовление модели на станке лазерной резки, управление беспилотными механизмами с выполнением специального задания, поиск и устранение неисправностей техники.

Клуб юных техников СО РАН в Академгородке – это образовательное пространство с богатыми традициями и опытом развития у детей технических навыков. Ребята, посещающие кружки и секции в КЮТе, уже много лет успешно выступают на технических соревнованиях: от районного до международного уровня.

Наш проект позволит сегодняшним школьникам найти себя в возможной будущей профессии, связанной с конструированием, использованием, применением и ремонтом различной техники и оборудования.

Мастер-классы и профильные смены пройдут в мае и июне 2026 года.

Фотография со страницы КЮТ СО РАН в ВК

От микроскопа к эндоскопу

Исследователи из Новосибирского государственного университета, Института автоматики и электрометрии СО РАН и Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН при поддержке Российского научного фонда разрабатывают новую технологию диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта. Специалисты создают устройство, которое позволит проводить процедуру быстро, точно и безболезненно. Статья об этом опубликована в международном журнале Diagnostics.

Заболевания желудочно-кишечного тракта, включая рак, встречаются очень часто и занимают одно из ведущих мест среди причин смертности. Классическая диагностика часто сопряжена с процедурой биопсии — забора образца ткани для анализа, что довольно болезненно и требует специальной подготовки. Ученые объединили физику, биологию и искусственный интеллект, чтобы создать метод, который поможет диагностировать заболевания прямо во время процесса обследования. Основная цель — добиться, чтобы оптический метод позволял выявлять все стадии заболеваний, включая самые ранние. Это даст возможность применять более щадящие и эффективные способы лечения. 

Как заглянуть внутрь ткани?

«Обычный микроскоп работает на просвет: ткань освещают и рассматривают через увеличительное стекло. Однако толстые слои биоматериала непрозрачны для видимого света, поэтому исследовать удается лишь очень тонкие срезы или поверхность, так как свет не проникает вглубь. Гораздо эффективнее использовать инфракрасное излучение. Оно невидимо для глаза, но лучше проходит сквозь ткани на глубину до сотен микрон. В отличие от видимого света, который сильно отражается от верхних слоев поверхности, инфракрасные лучи позволяют заглянуть внутрь образца и изучить его структуру. Специальный лазер посылает очень короткие, но мощные вспышки, длительность импульсов измеряется фемтосекундами (это миллионные доли миллиардной доли секунды), они позволяют подсветить ткань изнутри, не обжигая ее», — рассказывает ведущий научный сотрудник ИАиЭ СО РАН кандидат физико-математических наук Денис Сергеевич Харенко.

Именно этот принцип лежит в основе многофотонной микроскопии, которую ученые планируют использовать для анализа образцов. Суть метода в том, что для подсветки ткани используются сразу два фотона с длиной волны в два раза больше, чем необходимо для однофотонного процесса. Это позволяет возбудить свечение (автофлуоресценцию) внутри образца, не разрушая его. Однако, чтобы процесс сработал, нужен очень мощный, но при этом безопасный для ткани свет. Важно найти идеальный баланс — луч должен быть достаточно сильным, чтобы получить четкий сигнал, но не настолько мощным, чтобы обжечь или повредить живые клетки. Именно этот поиск баланса значительно усложняет конструкцию прибора и сами эксперименты.

От микроскопа к эндоскопу

Специалисты создают установку, которая представляет собой портативную модификацию многофотонного микроскопа для эндоскопических исследований, то есть для работы внутри организма. Диагностический зонд должен быть компактным, чтобы использовать его в ограниченном пространстве. Ключевая особенность будущего устройства — возможность доставки лазерного излучения внутрь организма и сбора слабого оптического сигнала с помощью оптического волокна.

«В настоящее время остается наиболее распространенной классическая световая эндоскопия, при которой врач визуально оценивает состояние тканей, однако этот метод нередко позволяет определить отклонения лишь на поздних стадиях. Даже высокая квалификация специалиста не всегда дает возможность точно определить характер нарушений», — говорит старший научный сотрудник отдела регуляции генетических процессов ИМКБ СО РАН кандидат биологических наук Лидия Валерьевна Болдырева.

Многофотонная микроскопия лишена этого недостатка. «Главное преимущество проекта — реализация подхода in situ, то есть получение информации на клеточном уровне о ранних признаках патологических изменений ткани непосредственно в процессе эндоскопического обследования пациента. Это позволяет выявлять предвестники злокачественного перерождения задолго до развития опухоли, ведь раку предшествуют длительные патологические процессы, включающие хроническое воспаление», — подчеркивает исследовательница.

Проект направлен на поиск новых маркеров этих ранних изменений и адаптацию многофотонной микроскопии для эндоскопии. Основная цель — получать точные данные в режиме реального времени без таких вмешательств, как контрастирование и забор биопсии.

Роль искусственного интеллекта

Для анализа полученных изображений потребуется использовать методы машинного обучения и искусственного интеллекта, поскольку выявить различия между здоровой и больной тканью на глаз крайне сложно. Нейросеть будут обучать на известных примерах, чтобы она могла автоматически находить характерные признаки заболеваний в трехмерных структурах ткани. Это особенно важно, так как новый метод позволяет исследовать большие объемы тканей без повреждения, в отличие от классической биопсии, где анализ возможен только для ограниченного числа участков. 

«Конечно, наша технология не заменит все медицинские процедуры и также не исключит необходимость врачебных консилиумов для принятия решения о хирургическом вмешательстве в неоднозначных случаях. Однако главная задача проекта — существенно расширить возможности, увеличить скорость и точность диагностики, обеспечив техническую возможность для проведения малоинвазивных исследований и лечения в режиме реального времени. Разработка позволит не только выявлять все пораженные участки, но и сразу воздействовать на них: например, модулируя мощность лазера. В рамках проекта будет апробирована и современная технология применения холодной плазмы на здоровых и раковых клетках кишечника для борьбы со злокачественными образованиями. После обработки прибор позволит также в реальном времени отслеживать восстановление тканей и контролировать процесс выздоровления», — комментирует Лидия Болдырева.

Этапы исследования

Работа над проектом ведется сразу по нескольким направлениям. В первую очередь команда занимается разработкой самого прибора: подбирает компоненты и тестирует макет. Параллельно ученые исследуют воздействие на ткани и модельные объекты классическими методами. Особое внимание уделяется анализу влияния холодной плазмы (как прямого воздействия, так и через раствор) и термического эффекта от лазера. Чтобы понять, как тепло распространяется в тканях и не вызывает ли оно ожогов, специалисты используют специальные фантомы живых тканей — искусственные материалы с вмонтированными температурными датчиками.

Для получения достоверных результатов исследование ведется по принципу «от простого к сложному». Сначала эксперименты проводятся на культурах клеток, затем — на 3D-моделях (органоидах), а завершающим этапом становятся опыты на живых мышах с моделями воспаления.

«Сейчас у нас есть только отдельные части будущего прибора, а собрать их в единый рабочий эндоскоп мы планируем на следующих этапах. Пока мы отрабатываем новую методику под контролем классических подходов. К концу проекта мы рассчитываем создать лабораторный стенд, на котором будет продемонстрирована эндоскопическая диагностика различных стадий заболеваний и подобраны параметры оптимального воздействия на ткани», — уточняет Денис Харенко.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект 25-72-31018).

Ирина Баранова

Фото предоставлено исследователями

Улучшение лугов

Как мы уже неоднократно отмечали, до того, как советское руководство взяло курс на тотальную «химизацию» сельского хозяйства, наши ученые разрабатывали агротехнические приемы, в ряде аспектов предвосхищающие то, что сегодня принято относить к так называемому «углеродному» земледелию (то есть земледелию, способствующему восстановлению почв и связыванию углерода).

Мысль советских ученых когда-то двигалась в том же направлении, правда, без всякой привязки к климатической проблеме (о которой тогда еще не помышляли). Поэтому, когда мы сегодня говорим о научно обоснованных практиках и технологиях, надо уточнять, с позиции какой «науки» делается такое обоснование. Точнее, что конкретно в этом обосновании положено во главу угла. Есть учитывается только валовый сбор, то это одна история. Если во внимание принимается не только урожайность, но и последствия для природы, то здесь уже несколько иная история.

Насколько мы можем судить, в период до повальной «химизации» последствия для природы, для почв в той или иной мере учитывались. Мало того, небезызвестный «Сталинский план преобразования природы» как раз ставил во главу угла сохранение почв. Именно по этой причине он перекликается с сегодняшней темой «углеродного» земледелия, где сохранность почв также имеет первейшее значение. То есть, по сути, модные современные тенденции в сельском хозяйстве, активно пропагандируемые сейчас на Западе, в какой-то степени являются возрождением старых наработок, в создании которых когда-то участвовали наши ученые. Получатся, что это творческое наследие сегодня возвращается к нам таким вот долгим «окружным» путем. Как раз поэтому мы обращаем свой взгляд назад, пытаясь разобраться с самим «оригиналом».

Отметим, что наши ученые уделяли внимание не только пашням, но также кормовым угодьям – сенокосам и пастбищам, стремясь улучшить их состояние с позиций науки. Сенокосы и пастбища рассматривались как важный резерв для увеличения производства кормов. Их площадь в нашей стране измерялась миллионами гектаров, и при правильном уходе они в состоянии были дать огромное количество ценного сена и силосной массы.

Тем не менее, удельный вес кормов, получаемых с этих площадей, был невелик. Об этом наши ученые писали еще в начале 1950-х годов. Данное обстоятельство объяснялось тем, что урожайность естественных кормовых угодий (за исключением заливных лугов) была невысока, да и сами травы не отличались высоким качеством. Кроме того, поверхность многих лугов была покрыта кочками и кустарниками, что мешало проведению механизированных работ по уборке сена.

Между тем, полагали ученые, луга являются важным кормовым ресурсом для скота. Поэтому вопрос об их улучшении имел первостепенное значение для развития отечественного животноводства.

По словам ученых, кормовые угодья сильно различаются по своему качественному состоянию. В образовании растительного покрова лугов принимает участие до 15 тысяч видов растений! Все это прямо связано с условиями окружающей среды. Большое значение здесь имел рельеф, оказывая влияние на обеспеченность растений влагой и питательными веществами. Отсюда вытекали различия в плане урожайности и в плане качества трав. Так, на абсолютных суходолах влага стекает по склону, на нормальных – просачивается в почву, тогда как в поймах больших рек расположены луга, дополнительно увлажняемые по время разливов (и получающие дополнительное питание в результате отложения в весенний период мелких плодородных частиц). Поэтому наилучшими считаются заливные и пойменные луга.

Отметим, что в нашей стране процесс изменения травостоя был детально исследован академиком Василием Вильямсом. В частности, он показал, что под покровом травянистой растительности в почве происходят сложные изменения, в результате которых почвенная среда ухудшается и становится неблагоприятной для роста ценных трав (ценных с точки зрения продуктивного животноводства). Он определил в жизни луга три ярко выраженные стадии: развитие корневищных растений в рыхлой, воздухопроницаемой почве; развитие рыхлокустовых злаков по мере уплотнения почвы и, наконец, господство плотнокустовых злаков. Наиболее ценными являются растения первой и, особенно, второй стадии. В дальнейшем урожайность трав снижается, качество травостоя ухудшается и сенокос в естественном состоянии приходит в полную негодность.

Так вот, при пользовании сенокосом человек может либо ускорять, либо замедлять эти процессы. На этот счет сельскохозяйственная наука к началу 1950-х годов разработала много различных способов улучшения природных кормовых площадей. Обычно эти способы разделялись на приемы поверхностного улучшения и на приемы коренного улучшения лугов. Поверхностное улучшение сенокосов и пастбищ было эффективно только в том случае, если в травостое еще сохранились ценные злаковые и бобовые травы. Улучшение таких лугов осуществлялось путем регулирования водного режима (для лучшего роста ценных трав). Для этого либо осуществляли задержку талых вод (в степных и лесостепных районах), либо направляя воду ключей и родников на орошаемые участки (на склонах). И наоборот, в некоторых местах во избежание застоя лишней воды ее следовало отводить с помощью открытых канав или закрытых дренажей.

Еще одним важным приемом повышения урожая трав было использование органических и минеральных удобрений. Благодаря удобрениям урожайность заливных лугов увеличивалась примерно на 10-12 центнеров на гектар. Причем, было отмечено, что наибольший эффект дает внесение органических удобрений – компоста, навоза или навозной жижи. Как объясняли ученые, органические вещества содержат все элементы питания растений и активизируют деятельность почвенных бактерий. Перепревший навоз или компост, внесенный раз в 3 - 4 года, делал дернину сенокоса рыхлой, воздухопроницаемой, улучшая качество травостоя. Согласно рекомендациям ученых, внесение органических удобрений чередовалось с внесением минеральных удобрений. При правильной подкормке с одного гектара можно было собрать 60-80 центнеров качественного сена. 

Как мы отметили выше, такие приемы относятся к поверхностному улучшению лугов, где есть ценные травы. Однако таких лугов, констатировали ученые, в целом по стране немного. Большая часть сенокосов и пастбищ имела травостой низкого качества, состоящий из малоценных злаков и разнотравья. Расходовать удобрения на подкормку этих трав было бы нерационально. Такие луга нуждались в «коренном улучшении», которое проводилось в системе кормовых севооборотов.

Для этого применялось два способа. Первый состоял в том, что после подъема целины на лугу в течение 3 – 4 лет высевались технические или зерновые культуры, овощи и корнеплоды. Цель таких посевов состояла в том, чтобы минерализовать массу органических веществ дернины и использовать их для получения высоких урожаев однолетних растений. Под последнюю культуру (обычно – овес) подсевали смесь из четырех-шести видов луговых трав. На следующий год после уборки овса этим сеяным лугом начинали пользоваться. На заливных лугах период использования сеяных трав длился 5-8 лет, на суходольных – 3-4 года.

Главным недостатком такого способа был слишком растянутый срок ожидания сеяных трав. Поэтому ему на смену стал приходить ускоренный способ, когда вслед за обработкой дернины сразу же высевались многолетние травы. Сев обычно проводился во второй половине июля, и до осенних заморозков посеянные травы успевали раскуститься, окрепнуть, благодаря чему на следующий год они давали по 50-70 центнеров сена с гектара. Для ускоренного метода была даже подобрана необходимая спецтехника, поскольку без механизации правильно обрабатывать пласты целины было непросто.

Отметим, что эффективность ускоренного улучшения лугов к началу 1950-х годов была проверена многими научными учреждениями страны и подтверждена практикой передовых хозяйств (как в Нечерноземье, так и в степных областях). При этом сама организация таких работ рассматривалась как неотъемлемая составляющая советского животноводства.

Для наших дней поразительным моментом является то, что методы ускоренного улучшения лугов, разработанные советскими ученым еще в послевоенные годы, во многом совпадают с ключевыми принципами современного «углеродного» земледелия. Было ли это гениальным предвосхищением или же просто бережный подход к биоресурсам приводит к схожим методикам, сказать пока не беремся. Но важно то, что разработки советских ученых, которые считались «несовременными» в эпоху «химического бума», становятся востребованными в наши дни.

Константин Шабанов

Фото - https://ru.wikipedia.org

Системное наблюдение

Проблему эволюции состояния мерзлоты в условиях происходящих климатических изменений рассмотрели участники заседания Президиума РАН. В дискуссии участвовали ученые-мерзлотоведы, геологи, материаловеды, представители профильных федеральных министерств и ведомств. С основным докладом на тему «Реакция криолитозоны на изменения климата. Мониторинг вечной мерзлоты РФ, состояние и перспективы развития» выступил директор Института мерзлотоведения им. П.И.Мельникова СО РАН член-корреспондент РАН Михаил Железняк.

Он напомнил масштабы многолетней мерзлоты: ее суммарная площадь, включая Гренландию, составляет 30% поверхности планеты.

— Климат, несомненно, является одним из значимых факторов формирования природной среды, его изменения приводят к преобразованию мерзлых толщ. Однако говорить об одномерной корреляционной связи климата и мерзлоты неверно, — отметил Михаил Николаевич, перечислив иные факторы, влияющие на таяние льдов: температура приземного воздуха, растительность, снег, свойства грунтов, термодинамические процессы, связанные с фазовыми переходами воды и др.

По словам ученого, «в мерзлых толщах лед образует породу, и своеобразие грунтов подчеркивается динамичными изменениями их свойств. Это определяет состояние и устойчивость оснований и геодинамических конструкций». Дисперсные грунты под воздействием температуры и давления перестают быть полускальными породами, по которым инженеры привыкли рассчитывать основания сооружений, и становятся мягко связанными.

Докладчик привел примеры деформации сооружений в зоне вечной мерзлоты — нефтепроводов, дорог, жилых построек — и рассказал о том, что в декабре 2020 года по заказу Министерства по развитию Арктики и Дальнего Востока был подготовлен научно-технический отчет по анализу состояния вечной мерзлоты, рассчитаны тенденции ее изменения и социально-экономические последствия. Был проанализирован ущерб народному хозяйству и разработаны методические и методологические подходы в организации и создании контроля состояния и оценки динамики криолитозоны.

В дальнейшем Президент РФ утвердил перечень поручений по итогам пленарного заседания Восточного экономического форума, и правительству было поручено обеспечить внесение в законодательство изменений, направленных на создание государственной системы мониторинга состояния многолетней мерзлоты. В марте 2025 года на Международном арктическом форуме было предложено создать специальный федеральный научный центр, рассказал М.Железняк.

Он представил коллегам идею системы государственного мониторинга вечной мерзлоты. Это должна быть межведомственная система долгосрочных наблюдений, сбора, обработки и анализа данных. Ее задача - контроль современного состояния и оценка динамики криолитозоны для обеспечения прогноза.

— Мы должны увидеть, что будет завтра, и подобрать проектные решения сегодня, — отметил член-корреспондент РАН. — Создание государственной системы мониторинга состояния вечной мерзлоты, которая сегодня разрабатывается Росгидрометом, требует методической доработки и расширения комплекса наблюдений.

Он также представил вышедшую в июне 2024 года монографию «Мониторинг вечной мерзлоты», в которой были не только проанализированы происходящие изменения, но и впервые предметно оценен возможный ущерб для экономики. По данным специалистов, совокупная стоимость зданий и инженерных сооружений, стоящих на вечной мерзлоте в Арктической зоне России, достигает 9,6 триллиона рублей.

Фото портала "Поиск"

Посчитать сопротивление

Сотрудники Центра НТИ по новым функциональным материалам (ЦНФМ) НГУ разработали и зарегистрировали в Роспатенте программу для обработки спектров электрохимического импеданса углеродных наноматериалов. Новый софт создан благодаря финансовой поддержке Фонда НТИ, позволяет существенно ускорить анализ данных и помогает исследователям быстрее выбирать перспективные материалы для будущих промышленных применений.

— Программа помогает анализировать данные, получаемые при тестировании различных электрохимически активных материалов, в частности, углеродных материалов, акцент на разработку и исследование которых сделан в ЦНФМ в последнее время, — объяснил разработчик, сотрудник ЦНФМ Данил Польских.

По его словам, софт позволяет оценивать не только сопротивление вещества току, но и то, что происходит на границе раздела фаз между электродом и электролитом:

— Это даёт возможность разделить собственные свойства материала и параметры процесса, и по отдельности оценить вклад разных явлений в общую картину.

Углеродные наноматериалы, и в особенности многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ) в НГУ поставляет Институт катализа СО РАН в рамках совместного гранта. Получаемые материалы используются в Li-ion аккумуляторах, суперконденсаторах, сенсорах, электролизерах, а также в составе специальных паст и покрытий. Они помогают создавать более лёгкие и прочные компоненты, улучшать проводимость и долговечность устройств, а также экономить энергию в самых разных отраслях промышленности — от энергетики до электроники. Поэтому точное понимание их электрохимических свойств напрямую влияет на скорость разработки новых технологий.

— В НГУ из МУНТ вначале изготавливают рабочие электроды, которые затем тестируют в целевых процессах — например, в электрохимической генерации пероксида водорода, или в многократном циклировании Li-ion аккумуляторов и суперконденсаторов с целью определения их долговечности, — прокомментировал директор ЦНФМ НГУ Денис Козлов.

Аналогичные программы в мире есть, но, как отмечают разработчики, главный вопрос — удобство.

— Большинство программ сделано так, что их использование подразумевает ручной режим обработки данных, а наша программа, наоборот, автоматизирована. С её помощью я могу получить 30–40–50 спектров за день и за 15–20 минут их все проанализировать, а не тратить 15–20 минут на обработку каждого спектра, — подчеркнул Данил Польских.

По его оценке, ряд операций новая программа выполняет в десятки раз быстрее, чем многие представленные на рынке решения.

Работа над программой заняла около трёх лет — от первого шаблона до текущей версии, которая уже используется в ЦНФМ на реальных объектах. Сейчас это один исполняемый файл, который можно установить и сразу применять в расчетах. Программа пока не выкладывалась в открытый доступ и используется как рабочий инструмент ЦНФМ; вопрос передачи внешним индустриальным партнёрам будет решаться на уровне Центра.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Фото предоставлено пресс-службой НГУ

Композит для экстремальных условий

Команда Института физики прочности и материаловедения СО РАН смогла получить уникальные слоисто-градиентные керамические композитные материалы. Их основой стали оксид алюминия и карбид циркония, имеющие разные коэффициенты теплового расширения. Результаты работы были опубликованы в журнале Materials Characterization.

Уникальная керамика очень стойка к высоким температурам — она выдерживает нагрев свыше 3 тыс. градусов. Благодаря этому ее можно использовать для защиты оборудования, работающего в экстремальных условиях, например, для сохранения тепла или предотвращения перегрева.

"Главной особенностью таких керамических композитов является их градиентная структура, которая обеспечивает плавное изменение свойств от одного слоя к другому. Материалы в этом случае наносятся послойно методом горячего прессования в вакууме: от чистого оксида алюминия постепенно переходя к чистому карбиду циркония, а между этими слоями располагаются промежуточные слои, состоящие из смеси обоих материалов в различных пропорциях", – рассказал научный сотрудник лаборатории физической мезомеханики и неразрушающих методов контроля ИФПМ СО РАН, кандидат физико-математических наук Алесь Буяков.

Оксид алюминия и карбид циркония по-разному реагируют на нагрев и охлаждение, что влияет на то, как в них появляются и распространяются трещины. Карбид циркония как бы «сжимает» материал, замедляя трещины, а оксид алюминия, наоборот, «растягивает», ускоряя их рост. Если же правильно подобрать соотношение этих материалов, можно добиться прочности, объединив их разные свойства.

В создании материалов используется принцип палитры. Со сменой состава слоев они становятся более устойчивыми к разрушению. Это и позволяет избежать в том числе трещин. Оптимальное количество слоев для керамических композитов — от пяти до шести.

Из таких керамических композитных материалов с постепенно меняющимся составом можно изготавливать детали с необычными характеристиками. Можно настроить их так, чтобы детали хорошо или, наоборот, плохо проводили электричество и тепло, а также чтобы они были устойчивы к воздействию агрессивных веществ. Благодаря подобным характеристикам такие материалы очень ценны в производстве электроники, оборудования для энергетики и в авиакосмической промышленности.

Фото - Пресс-служба Томского научного центра СО РАН

Искусство «направленного изменения условий жизни растений»

В свое время мы уже писали о том, как в Советском Союзе еще до войны возникло одно очень актуальное направление в науке – так называемая «агрономическая физика». Эта наука занималась изучением основных физических факторов (свет, тепло, вода, воздух), влияющих на продуктивность земледелия. С этой целью в 1932 году в Ленинграде открылся Агрофизический научно-исследовательский институт, на тот момент – единственная в мире научная организация такого рода.

Напомним, что инициатором создания этого Института был академик Абрам Иоффе. Он же впервые предложил на системном уровне применить методы фундаментальной физики в сельском хозяйстве. В данном случае ученый исходил из того, что растения являются сложной физической системой, на которую можно влиять через свет, тепло и электричество. Отметим, что уже в довоенный период были сделаны важные наработки, особенно в области светокультуры. В частности, Иоффе рассматривал возможность круглогодичного выращивания овощей в тепличных хозяйствах, где использовалось искусственное освещение.

В послевоенные годы исследования продолжились, охватывая круг таких вопросов, как режимы освещения растений, способы изменения теплового, водного и воздушного режимов в почве и в приземном воздухе, а также вопросы создания новых методов и приборов для исследования важных физических явлений в земледелии.

Практических результатов оказалось достаточно много. Так, к началу 1950-х годов в теплицах уже применялось досвечивание растений электрическими лампами. Эффективность данного приема как раз была доказана лабораторными опытами Агрофизического института. Дальнейшие работы, проводимые уже после войны, показали, что если обеспечить достаточно мощное освещение (порядка 200 ватт на квадратный метр), то растения будут развиваться сильнее, чем под лучами солнца. Например, в одной лаборатории под мощными электроустановками томаты вызревали за 60-70 суток вместо 140-150, необходимых в естественных условиях. Огурцы вызревали за 37-40 суток вместо 60-70, ветвистая пшеница – за 70 суток вместо обычных 120-140.

Единственным препятствием к широкому использованию такого приема была его дороговизна. В то время (в начале 1950-х) еще не были найдены эффективные источники света для растений. Специальных «ботанических ламп», как отмечалось в публикациях тех лет, не было. Не было и соответствующих научных данных, хотя работа в этом направлении намечалась.

Параллельно осуществлялись разработки по технике обогрева парников и открытого грунта. Необходимо было дать научное обоснование количества потребляемого тепла в зависимости от погоды. Например, выяснить, как и на какой глубине размещать обогревательные приборы, чтобы растения наиболее полно использовали тепло. Также было важно решить вопрос о способности парника отражать, излучать и поглощать солнечные лучи.

Детального изучения требовал и световой режим парника. Задача сводилась к тому, чтобы растения в парниках освещались так же, как и в естественных полевых условиях. Считалось, что обычное стекло пропускает недостаточно света, особенно – невидимых ультрафиолетовых лучей. Чтобы решить проблему, сотрудники Агрофизического института предложили вставлять в рамы парников специальную ацетилцеллюлозную пленку, которая намного легче стекла и обладает большой прозрачностью не только в видимой, но и в ультрафиолетовой областях. В парниках, где применили такую пленку, резко повысился урожай. Например, урожай салата вырос на 55%, огурцов – на 66%, томатов – на 25 процентов. При этом созревание указанных культур ускорилось на 10-15 дней.

Особое значения имели исследования проблемы влияния на растения теплового фактора. Как известно, на растения влияют отрицательно как слишком высокие, так и слишком низкие температуры. В начале 1950-х годов систематическое изучение теплового режима почв и приземного воздуха только начиналось. Полных данных относительно тепловых характеристик почв Советского Союза еще не было. Без таких сведений, отмечали ученые, невозможно судить о процессах теплообмена и аккумуляции тепла и проектировать мероприятия по осушению или орошению территорий. Поэтому изучению теплового баланса на поверхности почвы уделялось серьезное внимание.

Учитывая, что большая часть территории страны находилась в зоне холодного климата, проблема теплового режима роста растений имела особую остроту. Уже тогда, к началу 1950-х, ученые приступали к регулированию этих условий непосредственно на полях. Серьезного опыта в таких делах еще не было, и все же нашим ученым удалось получить неплохие результаты. Так, в условиях Крайнего Севера главным препятствием для земледелия были ранние заморозки, нередко наступавшие в первой половине августа и даже в конце июля. Из-за заморозков страдает верхняя часть картофеля и прекращает рост. Опыты, проведенные сотрудниками Агрофизического института показали, что при заморозках ботва сильно излучает тепло и потому чрезмерно охлаждается, тогда как температура почвы и приземного слоя воздуха остается выше нуля.

Тогда ученые предложили сажать картофель на гребнях с расширенными междурядьями. Данный прием обеспечивал более полное использование почвенного тепла для обогрева растений и лучшее продувание их теплым воздухом. При такой посадке на опытных участках в совхозах Мурманской области от заморозков погибало всего 10-20 процентов картофеля, тогда как при обычных посадках погибало 70-90 процентов.

Дальнейшие исследования показали, что посадка картофеля на гребнях создает более благоприятные условия для роста растений, так как в длинные весенние дни гребни накапливают больше тепла, чем ровная поверхность. Причем, избыток тепла не успевал расходоваться за короткую ночь. Тот же прием довольно успешно использовался и в Ленинградкой области, где весной почвенного тепла часто не хватает. Помимо того, что гребнистая поверхность изменяет тепловой режим плантации, она также меняет и водный режим, устраняя избыточную влагу (что для Северо-Запада страны не менее актуально).

Помимо указанного способа были предложены и другие не особо сложные примы управления тепловым режимом почвы. Например, мульчирование земли черной бумагой, торфом, соломой и т.д. При таком способе солнечные лучи лучше поглощались, а ночью земля медленнее остывала.

Еще одно интересное наблюдение. Было установлено, что воздействие на поверхностный слой почвы может вызывать важные, иногда – коренные изменения во всех явлениях, происходящих в ней. Так, аграрии всегда стремятся поддерживать верхний слой в мелкокомковатом, рыхлом виде. Этот агротехнический прием служит своего рода защитой от непроизводительного испарения влаги. К началу 1950-х годов у нас были разработаны методы, позволявшие быстро создавать мелкокомковатую структуру поверхностного слоя почвы. Например, для этого применялся торф, обработанный разбавленный раствором едкого калия. Образовавшуюся щелочную вытяжку вносили в почву и тщательно перемешивали до образования комочков. Устойчивость таких комочков к размывающему действию воды была такая же, как у лучших черноземов. Кроме того, при этом заметно усиливалась деятельность почвенных микроорганизмов.

Еще один пример эффективного воздействия на поверхностный слой земли. Так, в пустынях и полупустынях для борьбы с выдуванием используют посадки трав, кустарников и деревьев. Однако неукоренившиеся всходы сами нуждаются в защите от ветра. Для этих целей традиционно использовались настилы из стеблей, веток, заборчики из камыша и т.д. Но такие приемы достаточно трудоемки и требуют большого количества материалов. Сотрудники Агрофизического института предложили связывать песчинки между собой путем нанесения на песок тонкого слоя битума. Из него изготовляли водную битумную эмульсию, равномерно распределяя ее на поверхности песка. С помощью такой защиты в начале 1950-х годов на Нижне-Днепровских песках, а также в Кара-Кумах удалось вырастить десятки гектаров лесопосадок.

Здесь мы перечислили только часть тех изобретений, что были предложены нашим агрофизиками в послевоенные годы. Полагаем, нет смысла отрицать, что такие предложения сохраняют актуальность для отечественного земледелия и в наши дни. Правда, не совсем ясно, насколько всё это используется в современных хозяйствах страны. Агрофизический институт до сих пор продолжает свою работу. Кое-что даже широко освещалось в прессе. Например, «Антарктический огород» - автоматизированный фито-технологический комплекс-оранжерея, работающий на станции «Восток». К началу 2026 года здесь с помощью особых технологий было выращено более 200 сортов растений (в основном – огурцы, томаты, перец, зелень и даже арбузы). И как явствует из отчетов, Антарктидой наши ученые не ограничатся. Речь уже идет об отработке технологий для будущих лунных и марсианских баз!

Этот космический размах, конечно же, впечатляет. Однако лишенные всякого пафоса простые «земные» технологии послевоенной поры впечатляют ничуть не меньше. А если говорить об актуальности, то все же реальные поля на Земле кажутся куда важнее для жизни людей, чем футуристические марсианские теплицы.

Николай Нестеров

Фотография из открытого источника

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS