Дендрологи Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН вывели уникальные и перспективные для дальнейшей селекции сорта на основе живой генетической коллекции «ведьминых метел». Так называют аномальные образования в кроне дерева, внешне напоминающие метлу. Для этого ученые провели их всестороннее исследование, в том числе определили характер наследования ценных признаков, сообщили в пресс-службе ТНЦ СО РАН.

«„Ведьмины метлы“ — это редкие мутации на хвойных деревьях, которые приводят к формированию необычных, медленно растущих и густо ветвящихся побегов с короткой хвоей. По приблизительным оценкам, их дает лишь одна из десяти миллиардов делящихся клеток. В настоящее время причины возникновения подобных мутаций еще не известны и мало изучены, что объясняется слабой изученностью и огромным размером генома кедра (он почти в десять раз больше генома человека). Однако на основе клонов „ведьминых метел“ с помощью вегетативного (путем прививки черенка с „ведьминой метлой“ на обычный саженец) или семенного размножения выводятся новые сорта хвойных растений», — рассказал доктор биологических наук Сергей Горошкевич, заведующий лабораторией дендроэкологии ИМКЭС СО РАН.

Требуется минимум 25-30 лет и сотни образцов деревьев для проведения одного цикла селекционной работы. Она позволяет выделить перспективные клоны и семьи — способные хорошо плодоносить или же декоративные, которые будут украшать частные усадьбы и городские парки. 

У каждого растения имеется диплоидный набор хромосом, по одной от каждого дерева-родителя. Если мутация доминантная, как в случае с «ведьминой метлой», для ее появления у потомства достаточно лишь одного мутантного гена. Растение с «ведьминой метлой» образует два типа половых клеток: одни — с мутантным геном, другие — с обычным. Вот почему при оплодотворении с деревом, не имеющим каких-либо особенностей, половина потомства имеет совершенно стандартный вид, другая же половина вырастает симпатичными пушистыми карликами.

Исследователи сравнили клоны, полученные от исходных «ведьминых метел» со зрелых деревьев и от молодых носителей мутации из их семенного потомства. Оказалось, что возраст маточного растения является ключевым фактором, определяющим различия между клонами двух типов. Клоны от старых деревьев способны к цветению и формированию шишек, тогда как потомство молодых саженцев, оставаясь в ювенильной фазе, не дает шишек, зато формирует замечательно компактную декоративную крону.

Большое влияние на получаемое потомство при семенном размножении оказывает рекомбинация: это значит, что гены родителей перемешиваются, как карты в колоде, и каждый носитель мутации отличается от своих собратьев высотой, формой и густотой кроны. Это открывает безграничные возможности для создания новых декоративных и плодовых сортов хвойных деревьев, среди которых не только кедр сибирский, но также сосна, пихта, ель и лиственница.

Результаты исследования представлены в журнале Trees — Structure and Function. 

Фото: Пресс-служба ТНЦ СО РАН

Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) удостоены международной премии Breakthrough Prize, которая присуждается за выдающиеся достижения в области фундаментальной физики. Премию за 2026 год получили коллаборации экспериментов Muon G-2 по измерению аномального магнитного момента мюона (АМММ), проводившихся в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН, Франция), Брукхейвенской национальной лаборатории (БНЛ, США) и Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (Фермилаб, США). Полный список лауреатов опубликован на сайте премии.

«Поздравляем наших ученых с заслуженной наградой. Отрадно, что фундаментальная наука остается интернациональной, а наши ведущие научные организации, ученые с мировым именем являются ключевыми участниками ряда международных проектов», — сказал глава Минобрнауки России Валерий Фальков.

В этом году премия Breakthrough Prize была вручена участникам не одного, а целой серии экспериментов, проводимых с 1960-х годов с целью проверки Стандартной модели и посвященных прежде всего точному измерению аномального магнитного момента мюона (АМММ).

Магнитный момент отражает силу взаимодействия частицы с магнитным полем. Аномальный магнитный момент (АММ) возникает в результате взаимодействия частицы с короткоживущими ненаблюдаемыми, или виртуальными, частицами. Если сравнить величину АММ, измеренную в эксперименте, с ее теоретическим предсказанием, то можно провести проверку современной теории микромира — Стандартной модели. Если наблюдается отличие, то это указывает на Новую физику, то есть на существование каких-то сил и частиц, которые вносят свой вклад в АММ и которые не учитывает Стандартная модель. Если наблюдается согласие, то появляются ограничения на возможные теории Новой физики.

Наиболее интересным физики считают изучение АММ мюона, так как мюон очень чувствителен к вкладу тяжелых частиц, а именно такие частицы предсказываются во многих теориях Новой физики. При таком сравнении ключевую роль играет высокая точность как измерения, так и теоретического расчета — именно она определяет, как глубоко специалистам удалось «заглянуть» внутрь микромира.

«Эксперименты ЦЕРН, БНЛ и Фермилаб являют собой удивительный пример научной настойчивости. Точность самых первых экспериментов была в 10000 раз хуже, чем нужно, чтобы действительно проверить предсказания Стандартной модели. Но несмотря на это, физики не остановились, а продолжали придумывать более точные методы измерения, создавали новые установки и на каждом этапе улучшали точность на порядок. В 2025 году Фермилаб измерил АМММ с рекордной в мире точностью 127 миллиардных долей, или около 0.000013 %. Сейчас АМММ — одна из наиболее точно измеренных физических величин в современной науке. Среди лауреатов премии есть и сотрудники ИЯФ СО РАН. Мы активно участвовали в эксперименте в Брукхейвенской лаборатории, для которого создали часть оборудования и работали над анализом данных, и в Фермилаб, где наша группа принимала участие в подготовке эксперимента и в обработке данных. К сожалению, несколько наших ученых, активных участников Брукхейвенского эксперимента, не дожили до сегодняшнего события», — рассказал один из лауреатов, заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе, заведующий кафедрой физики элементарных частиц НГУ, член-корреспондент РАН Иван Логашенко.

Но, как отмечают ученые, измерение АМММ в эксперименте — только половина работы по проверке Стандартной модели. Вторая составляющая — расчет этой же величины в рамках теории.

«Без теоретического расчета АМММ его величина, полученная в эксперименте, не имеет смысла. В теоретическое значение АМММ вносят свой вклад электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия. Если вклад первых двух видов взаимодействий с высокой точностью рассчитывается при помощи теории возмущений, то вклад сильных взаимодействий этим теоретическим методом уже не посчитать. Чтобы решить эту задачу, в 1960-х физики придумали обходной путь. Базовые законы микромира позволяют связать вклад сильных взаимодействий в АМММ с вероятностью рождения адронов — частиц, участвующих в сильных взаимодействиях, при столкновении электронов и позитронов. Оказалось, что именно на новосибирском электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000, а до него, на его предшественнике — коллайдере ВЭПП-2М, можно провести нужные измерения. Особенно важно измерить вероятность рождения двух пионов, которая определяет около 74% вклада сильных взаимодействий в АМММ. В значительной степени именно точность наших результатов на ВЭПП-2000 определяет точность всего предсказания АМММ в рамках теории. Поэтому премия, полученная серией экспериментов по измерению АМММ, одновременно подчеркивает важность исследований, которые мы проводим в ИЯФ СО РАН», — отметил Иван Логашенко.

В том числе благодаря усилиям российских физиков на сегодняшний день точность экспериментов, удостоенных премии Breakthrough Prize, в несколько раз превышает точность теоретического расчета АМММ. Сейчас на ВЭПП-2000 готовится новый раунд экспериментов по измерению вероятностей рождения двух пионов и других адронов, высокая точность которых позволит преодолеть этот разрыв.

В 2025 году специалисты ИЯФ СО РАН также были удостоены премии Breakthrough Prize — за цикл работ, которые проводились в 2015–2024 годах на Большом адронном коллайдере в рамках коллабораций ATLAS, CMS, LHCb и ALICE (Европейский центр по ядерным исследованиям, ЦЕРН).

Источник: Минобрнауки России и ИЯФ СО РАН. 

Общее собрание Сибирского отделения РАН открылось научной сессией памяти выдающегося учёного и организатора науки Сибири председателя СО РАН (1997—2008 гг.) академика Николая Леонтьевича Добрецова.

Открывая главный научный форум Сибирского макрорегиона, председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон напомнил: «Традиционно наше весенне-летнее собрание посвящено науке, а осеннее — в большей степени организационным вопросам». В числе почётных гостей выступил вице-президент и директор Красноярского филиала ПАО ГМК «Норильский никель» Сергей Александрович Ткаченко. «Результаты научной деятельности у нас востребованы в различных отраслях — металлургии, добыче природного газа, транспорте и так далее, — сказал он. — Отдельно следует отметить наши совместные с Сибирским отделением усилия в сфере экологии, поскольку это влияет на условия жизни людей». По словам Сергея Ткаченко, три полевых сезона Большой Норильской экспедиции СО РАН (2020—2022 гг.) с участием сотен исследователей со всей Сибири дали столь богатый и разнообразный материал, что его освоение и осмысление окончательно не завершено до настоящего момента.

«Алтайский край, Алтайский филиал СО РАН идут в фарватере всех направлений, которые вы задаёте, — обратился к сибирским учёным заместитель председателя правительства Алтайского края Юрий Геннадьевич Абдуллаев. — Отдельное большое спасибо за участие в разработке нашей региональной программы научно-технологического развития, которая получила положительную оценку Российской академии наук, была утверждена губернатором в конце прошлого года, и сегодня мы активно работаем над её реализацией».

Первой частью Общего собрания СО РАН стала научная сессия, приуроченная к 90-летию со дня рождения выдающегося учёного и организатора науки академика Николая Леонтьевича Добрецова (1936—2020), возглавлявшего Сибирское отделение с 1997 по 2008 год. «В этом году Алтайский край масштабно отмечает 300-летие начала горнорудного производства на Алтае, которое положило начало развитию не только металлургии, но и геологии и минералогии в нашем регионе, — отметил Юрий Абдуллаев. — В этой связи нам особенно приятно, что Николай Леонтьевич Добрецов, выдающийся учёный и организатор науки, работал у нас на Рудном Алтае».

Член-корреспондент РАН Евгений Викторович Скляров из иркутского Института земной коры СО РАН поделился воспоминаниями о совместной работе с Н.Л. Добрецовым: «Ещё будучи студентом, я попал в лабораторию Николая Леонтьевича в Институте геологии и геофизики Сибирского отделения в Академгородке и затем вместе с ним поехал работать в Бурятию, в Геологический институт. Это был второй новосибирский геологический десант в Улан-Удэ».

По словам докладчика, новый директор ГИН (ныне Геологический институт им. Н.Л. Добрецова СО РАН) произвел ряд существенных изменений в его работе. Прежде всего, Николай Леонтьевич «перепрошил мозги сотрудникам института» двухнедельным курсом лекций по геологическому мировоззрению. Интеграция исследований выразилась в организации четырёх крупных комплексных экспедиций, результаты полевых сезонов которых анализировались на общеинститутском семинаре. Н.Л. Добрецов наладил сотрудничество с Бурятским государственным университетом и установил контакты с учёными многих стран, включая таких корифеев геологии, как американский профессор Боб Коулмен. «Кроме высочайших профессиональных, геологических достоинств Николая Леонтьевича отличал неубиваемый оптимизм», — поделился Евгений Скляров.

Главный научный сотрудник Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН доктор геолого-минералогических наук Михаил Михайлович Буслов в своем докладе говорил об учителях, соратниках и достижениях академика Добрецова.

Родился Николай Леонтьевич в семье ученых в Ленинграде, его отцом был один из основоположников эмиссионной электроники Леонтий Николаевич Добрецов, а дедом — член-корреспондент АН СССР Николай Георгиевич Келль, геодезист. «Тезис деда: „Не столько бороться с плохим, сколько поддерживать хорошее“ — Николай Леонтьевич всегда пытался применять в своей деятельности», — отметил М.М. Буслов.

Он коснулся основных этапов рабочей деятельности академика Добрецова и сообщил, что Николай Леонтьевич был автором более чем 600 научных публикаций, включая 48 монографий. «Монографии касались огромных территорий, и для этого, конечно, нужно обладать большим талантом и умом, чтобы обобщить все эти материалы и представить их в виде трудов», — прокомментировал Михаил Буслов.

Своими учителями в жизни и в науке, по словам докладчика, академик Добрецов считал родителей, дедушку и брата, по следам которого он, собственно, и стал геологом, академиков Владимира Степановича Соболева, Андрея Алексеевича Трофимука и Валентина Афанасьевича Коптюга.

«Николай Леонтьевич всегда говорил, что любые научные исследования должны проводиться командой — и этот принцип командной работы был наиболее главным для него в жизни. Он очень гордился, что ему удалось организовать такое мощное направление работы Сибирского отделения, как интеграционные и междисциплинарные исследования», — рассказал Михаил Буслов, показав длинный список отечественных и зарубежных учёных, с которыми Николай Леонтьевич непосредственно работал.

Михаил Михайлович вспомнил, что, готовясь к своему 85-летнему юбилею, академик Добрецов выделил для своего доклада ряд открытий сибирских учёных на рубеже веков. В их числе — катализаторы глубокой переработки углеводородов, создание лазера на свободных электронах и его применений, новый вид человека в Денисовой пещере, алмазное месторождение нового типа в Канаде, открытие и освоение крупных нефтегазовых месторождений, пионерские работы в Арктике и многое другое.

«Николай Леонтьевич провёл 68 полевых сезонов в более чем 50 странах, — сказал Михаил Буслов. — Был на Памире, погружался на дно Атлантического океана и Байкала. Последней географической точкой его полевых работ стали Восточные Саяны в 2020 году».

В завершение доклада Михаил Буслов представил научную школу Н.Л. Добрецова «Глобальная геодинамика и корреляция геологических процессов в эволюции Земли» и сообщил, что регулярно проводятся конференции и семинары памяти Николая Леонтьевича. Так, в июне-июле этого года состоится выездная сессия третьей международной конференции «Добрецовские чтения: наука из первых рук».

Директор Геологического института им. Н.Л. Добрецова СО РАН доктор геолого-минералогических наук Андрей Александрович Цыганков выступил с докладом в русле научных работ Николая Леонтьевича: о формировании крупнейших гранитных провинций. «Проблема формирования крупных гранитных провинций, где объемы изверженных пород достигают сотен тысяч или миллионов кубических километров, возникла недавно. Оказалось, что процесс, который раньше считался растянутым на десятки и сотни миллионов лет, на самом деле происходит довольно быстро: разнотипные граниты формируются практически одновременно. Общая длительность такого магматизма по геологическим меркам невелика — от 10 до 40 миллионов лет. Это требует очень высокой магмапродуктивности, то есть быстрого образования больших объёмов магмы на относительно небольшой территории (сотни тысяч квадратных километров)», — объяснил Андрей Цыганков.

Ученый подчеркнул, что ключевую роль в этом процессе играют мантийные плюмы — потоки горячего вещества из глубин Земли. Они вызывают масштабное излияние базальтовых магм, которые расплавляют континентальную кору и стимулируют образование гранитов. Эту идею впервые выдвинул академик Николай Леонтьевич Добрецов.

Исследования в Забайкалье (Ангаро-Витимская провинция) подтвердили эту гипотезу. Древние граниты здесь перекрыты молодыми базальтами, которые содержат ксенолиты — фрагменты пород мантии и коры. Анализ показал, что базальтовые и гранитные магмы смешивались в жидком состоянии, а значит, процессы шли одновременно. Сотрудники ГИН СО РАН выяснили, что формирование крупнейших гранитных массивов Центральной Азии связано с внедрением огромных объемов базальтовой магмы из-за активности мантийного плюма. Нижняя кора в центре провинции практически полностью состоит из пород, образовавшихся из этой магмы.

Продолжилось Общее собрание СО РАН выступлениями коллег и друзей Николая Леонтьевича. Заместитель председателя СО РАН академик Ренад Зиннурович Сагдеев рассказал, что под руководством Н. Л. Добрецова особое внимание уделялось модернизации приборного парка СО РАН, была начата работа по обновлению оборудования. Благодаря работе Николая Леонтьевича удалось сохранить научный потенциал и вакансии в непростые времена. Научный руководитель Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН академик Василий Михайлович Фомин подчеркнул важную роль Н. Л. Добрецова в создании многих интеграционных проектов Сибирского отделения. «Если что-то было им решено, это всегда должно было быть доделано и проверено», — отметил он.

Главный научный сотрудник Института археологии и этнографии СО РАН академик Вячеслав Иванович Молодин обратил внимание на широкий кругозор Н. Л. Добрецова и его способность поддерживать разговор о любой науке. «Он был прекрасный энциклопедист, и когда сталкивался с какой-то проблемой, то обязательно вникал в её суть», — сказал Вячеслав Молодин. Научный руководитель ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» академик Василий Филиппович Шабанов вспомнил, как многие вопросы обсуждались в неформальной обстановке. Часто острые дискуссии с председателями региональных научных центров велись по вечерам, дома у Николая Леонтьевича. Также он подчеркнул важную роль Н.Л. Добрецова в создании центров коллективного пользования.

«Среди наследия Н.Л. Добрецова в Сибирском отделении на первое место я ставлю интеграционные проекты. Та система, которую он создал, нигде в России больше не была реализована. Эта школа позволила нам после реформы 2013 года возродить интеграционные проекты на новом уровне», — отметил Валентин Пармон и присоединился к коллегам в высочайшей оценке вклада академика Добрецова в развитие региональных научных центров.

«Н.Л. Добрецов, искренне вникал во все направления, с которыми сталкивался. И эта искренность приносила свои плоды», — отметил директор Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН академик Андрей Георгиевич Дегерменджи.

Директор ИЗК СО РАН член-корреспондент РАН Дмитрий Петрович Гладкочуб также поднял тему региональных научных центров СО РАН, подчеркнув, что именно Николай Леонтьевич возглавлял ассоциацию региональных научных центров РАН, организовывал выездные заседания и всячески поддерживал развитие этих структур. Президент Академии наук Республик Саха (Якутия) член-корреспондент РАН Леонид Николаевич Владимиров обратил внимание на то, как Н. Л. Добрецов поддерживал пространственное развитие территорий, работы по возрождению якутского табунного коневодства и оленеводства. Главный научный сотрудник Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН академик Александр Леонидович Асеев также коснулся во многом решающего вклада Н.Л. Добрецова в развитие науки в Сибири и в целом в стране.

Фото Юлии Поздняковой

В Москве прошел IV Форум будущих технологий, в рамках которого ведущие эксперты, ученые, представители органов власти и бизнеса обсудили передовые научные разработки в сфере биоэкономики — отрасли, основанной на использовании возобновляемых биологических ресурсов.

Одной из ключевых тем форума стал агропромышленный комплекс. Современное животноводство — это высокотехнологичная сфера, где эффективность определяется не только генетикой, но и тем, насколько точно «настроен» корм: насколько полно он усваивается животными, какова конверсия питательных веществ, то есть сколько ресурсов превращается в килограмм привеса, литр молока или яйцо. Именно в этой точке в игру вступают ферменты — биоинструменты, которые усиливают естественные биохимические процессы и повышают питательность кормов.

Сегодня отечественное сельское хозяйство в значительной степени зависит от поставок импортных ферментов и ферментных препаратов. В рамках проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), команда ИЦиГ СО РАН разрабатывает биотехнологии и штаммы-продуценты ферментов нового поколения на базе дрожжей Komagataella phaffii. Квалифицированным заказчиком выступает компания «Бирюч» — инновационный центр компании «ЭФКО». Проект станет важным шагом к созданию в стране собственных производственных цепочек, обеспечивающих создание ключевых продуктов и субстанций — от ферментов до биокатализаторов — на базе национальной научной и промышленной инфраструктуры.

– На Форуме будущих технологий много говорили о биоэкономике и технологическом суверенитете. Как вы оцениваете текущий этап развития российской биоэкономики и ее ключевые вызовы?

– В 1990–2000-е годы в сельском хозяйстве стояли задачи выживания и стабилизации, а не развития биотехнологий. Соответственно, направления промышленного биосинтеза не получали системного финансирования, а немногочисленные предприятия этой сферы фактически оказались предоставлены самим себе.

В период моего руководства биотехнологическим предприятием в середине 2010-х годов у микробиологической промышленности даже не было собственного кода в ОКВЭД — общероссийском классификаторе видов экономической деятельности. Налоговые органы относили предприятие со всей его научной и производственной инфраструктурой к хлебопекарной промышленности и регулярно предъявляли претензии по показателям рентабельности. Отрасли как будто не существовало — ни в статистике, ни в классификаторах, ни в управленческой логике. Я поднимал этот вопрос: если государство заинтересовано в развитии индустрии, нормативная база должна отражать реальность.

– Что-то изменилось с тех пор?

– Насколько мне известно, вопрос обсуждался, возможно, в классификаторы внесли корректировки. Однако сама логика проблемы сохраняется: индустрия биосинтеза сложна и затратна, ее невозможно развивать по остаточному принципу. Главный вызов биоэкономики — признание ее полноценной отраслью, а не нишевым научным направлением.

– Почему важно сделать биоэкономику стратегическим приоритетом?

– Ответ становится очевидным, если смотреть не на готовые продукты, а на субстанции — действующие вещества, определяющие эффективность препаратов. Приведу пример из фармацевтики. Витамин С — самый массовый биотехнологический продукт в мире, но из условных 100 тысяч тонн мирового производства значительная часть сосредоточена на двух площадках в Китае. Это демонстрирует уровень монополизации и системных рисков: достаточно нарушить одно звено — и останавливаются цепочки от фармацевтики до пищевой промышленности.

Та же логика применима к сельскому хозяйству. Мы можем выращивать зерно и производить комбикорма, но если критически важные ферменты и биодобавки импортируются, то устойчивость всей системы оказывается под угрозой. По экспертным оценкам, доля импорта на российском рынке ферментов и ферментных препаратов достигает около 70 %. В условиях высокой геополитической напряженности это напрямую

связано с экономической безопасностью страны.

– Опишите состояние современной отечественной кормовой базы. Почему качество и состав кормов становятся ключевым фактором эффективности животноводства?

– Для наглядности предлагаю сравнить современное животноводство с советским периодом. В 1970–1980-е годы удой 5 тысяч литров молока на корову считался высоким показателем, а сегодня удой менее 10–12 тысяч литров уже ставит под сомнение рентабельность хозяйства.

То есть все упирается в коэффициент конверсии корма: сколько килограммов корма превращается в привес, в молоко, в яйца. Я смотрел сюжет, где птицеводы объясняли: если курица-несушка несет меньше 300 яиц в год, производство становится невыгодным. А если себестоимость вырастает в полтора-два раза, это ударяет по всей цепочке, ведь яйца и яичный порошок идут в кондитерские изделия, хлеб, полуфабрикаты. Поэтому корм должен быть максимально сбалансированным и усвояемым.

В 1990-е мы перенимали западные технологии и импортировали буквально все: генетику, оборудование, иногда даже корма. Потом начали переходить на свое сырье, однако у нас оно отличается от импортного. Если в Европе основу кормов составляют кукуруза и соя, то в России — пшеница, ячмень и другие зерновые. Это требует иной структуры рациона. Лишь в последние 5–10 лет началась системная адаптация рецептур к отечественной базе. При этом высокотехнологичные компоненты — ферменты, аминокислоты, витаминные концентраты — во многом остаются импортными либо локализованы только на уровне готовых форм.

– Для чего нужны ферменты в современном животноводстве?

– В растительном сырье, которое лежит в основе кормов, значительная часть питательных веществ упакована в сложные, трудноусваиваемые формы, которые животное само расщепить не может или делает это неэффективно. Ферменты помогают организму разобрать корм на базовые элементы: сложные углеводы — до сахаров, белки — до аминокислот, жиры — до жирных кислот.

Такие добавки, как амилаза, глюкоамилаза или фитаза, — это базовая технологическая основа высокоинтенсивного животноводства. Поясню свою мысль на примере фитазы. Фосфор в растительном сырье находится в виде фитатов, в результате птицы и свиньи его плохо усваивают. Без фитазы огромная доля фосфора проходит транзитом через желудочно-кишечный тракт, а для компенсации животных приходится дольше и обильнее

кормить. Стоит добавить фермент — и усвоение элемента резко возрастает. Параллельно улучшается усвоение кальция, магния, микроэлементов, аминокислот — и растет энергетическая ценность корма.

Сегодня ферменты применяются при производстве 95–98 % комбикормов. Без них для получения того же объема продукции потребовалось бы в полтора–два раза больше корма. Поскольку затраты на корм достигают 70 % себестоимости, ферменты становятся фактором

экономической и экологической эффективности.

– В чем состоит основная проблема в сфере ферментных препаратов для сельского хозяйства?

– Дело в том, что производить субстанции ферментов — дорого. Это огромные биотехнологические мощности: стерилизационные системы, пар, охлаждение, сложная обвязка ферментеров, аэрация, энергоемкость. Строительство такого завода требует существенных финансовых вложений. Поэтому многие страны исторически выстраивали биосинтез там, где есть доступ к энергии, воде и сырью, а Россия в какой-то момент предпочла не развивать производство, а покупать готовые решения.

Сейчас готовых форм на рынке стало больше: есть премиксы, смеси, добавки. Но качественный прорыв в производстве именно субстанций пока ограничен. Отсюда и зависимость: если нарушается поставка концентрированных ферментов или технологических компонентов, то сразу вырастает риск по себестоимости и по стабильности производства.

– Какие задачи призван решить ваш проект, реализуемый в рамках инициатив Президента и конкурса РНФ?

– Мы работаем над тем, чтобы создать микробиологические продуценты ферментов фитазы, амилазы и глюкоамилазы и разработать технологическую основу для получения высокоэффективных ферментных препаратов — как в виде чистых белков, так и в составе

кормовых смесей.

Если говорить языком производства, аграрной индустрии нужны штаммы, которые будут стабильно синтезировать целевой белок, давать воспроизводимый результат и при этом будут удобными для масштабирования. Для поиска и создания новых культур используется коллекция ИЦиГ СО РАН, насчитывающая более 2 500 штаммов.

В ходе проекта будут созданы высокоэффективные непатогенные и нетоксичные штаммы-продуценты ферментов фитазы, амилазы и глюкоамилазы, полученные из дрожжей Komagataella phaffii. Это позволит заказчику организовать на собственных площадках выпуск стандартных ферментных препаратов и современных кормовых добавок с прогнозируемой активностью и эффектом.

– Почему было принципиально использовать дрожжи Komagataella phaffii? Какие преимущества они дают по сравнению с традиционными продуцентами?

– Во-первых, это признанная промышленная платформа: непатогенная, нетоксичная, безопасная для использования. Во-вторых, еще один технологический плюс заключается в том, что при аэробном культивировании эти дрожжи не синтезируют этанол, в отличие от некоторых других видов, — это позволяет наращивать биомассу и повышать продуктивность.

И отдельная важная вещь — наличие собственной системы секреции белков. Для рекомбинантных белков это критично: если белок хорошо выделяется в среду, то становятся проще процессы очистки, масштабирования и контроля качества.

– С какими сложностями пришлось столкнуться в ходе проекта?

– Главная сложность заключается в том, что каждый белок при синтезе в дрожжах ведет себя по-разному: это живой организм, и он не обязан подстраиваться под техническое задание. Даже если у тебя платформа отработана, ты не можешь заранее гарантировать, как именно будет образовываться конкретный фермент: будет ли он секретироваться, не окажется ли токсичным для клетки, не «сломает» ли регуляцию.

Вторая сложность — масштабирование. Есть лабораторные объемы, есть пилотные, а есть промышленный ферментер. Это разные режимы аэрации, перемешивания, теплопередачи, скорости питания. Штамм, который отлично работает в лаборатории, может иначе вести себя в условиях производства. Поэтому в прикладной логике важно сформировать целый пул кандидатов и дать заказчику возможность провести селекцию на собственном оборудовании.

– Как вы ранее отмечали, у вас есть опыт руководства биотехнологическим предприятием. Помогает ли он в работе с индустриальным партнером?

– Безусловно, ведь производственный опыт позволяет глубже понимать реальные ограничения индустрии. Когда компания пробует научную разработку у себя и говорит: «У нас не получается», — у человека без производственного опыта первая реакция может быть

довольно резкой. А я прекрасно понимаю, что такое вполне возможно. Когда мы активно внедряли у себя новые штаммы, то набили много шишек при попытках перевести культуру из лаборатории в промышленное производство: возникали сложности с хранением штаммов, пересевами, масштабированием, стабильностью и так далее.

Если на биотехнологическом производстве действовать строго по инструкции — результата не будет. Всегда есть нюансы, которые невозможно полностью учесть. В биотехнологическом производстве нужно, что называется, повариться — иначе его логику и реальные ограничения просто не понять.

– В чем специфика работы с квалифицированным заказчиком? Чем такой формат отличается от классических прикладных исследований?

– Отличие в том, что ученому нужны идеальный результат и отчет, бизнесмену важны стабильность и воспроизводимость результата. Плюс есть коммерческая сторона вопроса. Для бизнеса все, что касается технологии, — это конкурентное преимущество. Ученые по природе открытые: «Нашли — публикуем», а промышленники говорят: «Нужно подождать, это коммерческая тайна». Там, где требуется баланс между научной открытостью и защитой интересов индустрии, необходима очень точная коммуникация.

И здесь Российский научный фонд играет важную роль посредника, предлагая свою экспертизу. Фонд задает правильные вопросы и дисциплинирует взаимодействие. Когда есть такая независимая структура, разговор становится предметным: что именно не работает, какие режимы, какой масштаб, какие корректировки. Это помогает избежать эмоций. Мне как руководителю спокойнее, когда проект находится в таких рамках, созданных Фондом. Это снижает риски и для науки, и для бизнеса, и для государства.

– Какие промежуточные результаты достигнуты на сегодняшний день?

– На уровне научной части проведены поиск и оптимизация генов, созданы рекомбинантные конструкции, отрабатываются методы отбора наиболее продуктивных штаммов-продуцентов, проведены этапы культивирования и селекции, выполнены работы по выделению и описанию ферментов.

Мы создаем штаммы-продуценты, которые дадут возможность заказчику производить критически важные ферменты в России. Не конечные препараты, не расфасовку, а именно субстанции — основу всего процесса. Это первый и главный шаг к технологическому суверенитету. Но в биотехнологии важно понимать: настоящий эффект появляется не в лаборатории, а когда технология становится воспроизводимой в промышленном цикле. То есть когда на стороне заказчика отрабатываются режимы ферментации, подтверждается стабильность партии, появляется предсказуемый результат.

– Как вы оцениваете перспективы внедрения разработанных ферментов и технологий в индустрию?

– Перспективы зависят от того, насколько устойчивым будет производство. Биосинтез — энергоемкий и требовательный процесс. Например, если в моменте ферментации произошел скачок напряжения в сети, то процесс надо останавливать, а емкость — сливать. Поэтому внедрение — это всегда инженерная дисциплина: следует обеспечить стабильность условий, качество сырья, режимы, биобезопасность.

Если эти условия обеспечены, тогда разработанные штаммы и технологии станут основой для выпуска стандартных ферментных препаратов с активностью не ниже коммерческих аналогов и для создания кормовых добавок с прогнозируемым эффектом.

– Каков потенциальный вклад проекта в снижение импортозависимости отрасли?

– Мы двигаемся к отечественным продуцентам и к собственной технологической цепочке по созданию основы для производства ферментов: штамм, процесс, контроль, возможность масштабирования. Даже если на рынке появится один крупный отечественный производитель субстанций, это поменяет картину: сформируется внутренняя компетенция, возникнет точка роста для кадров, будет создана база для дальнейших проектов.

– Как вы считаете, у России есть шанс занять заметное место в мировой биоэкономике?

– Я убежден, что такой шанс у нас есть, и он во многом обусловлен изменением глобального экономического ландшафта. Сегодня все чаще говорят о том, что мировой рынок распадается на макрорегионы. Глобальные цепочки поставок, которые десятилетиями считались устойчивыми, перестают быть таковыми. В этих условиях каждый регион вынужден искать ответ на вопрос: какие критически важные продукты он способен производить самостоятельно.

В этом контексте биотехнологии становятся одним из ключевых направлений, и здесь у нашей страны есть конкурентные преимущества. Я много работал с китайскими коллегами и не раз слышал от них мысль: Россия — идеальное место для промышленного биотехнологического синтеза.

Во-первых, климат. Любой биотехнологический синтез — это тепловыделяющий процесс. В жарком климате оборудование перегревается, эффективность падает, а иногда производство приходится останавливать. В Китае из-за этого биотехнологические заводы часто строят в северных регионах страны. В России ситуация обратная: значительную часть года у нас есть естественное охлаждение, и это технологическое преимущество, которое напрямую влияет на себестоимость и стабильность процессов.

Во-вторых, энергетика. Как я уже говорил, биосинтез — энергоемкая отрасль. Нужны острый пар для стерилизации, мощные компрессоры и системы аэрации, холодильные контуры, стабильное электроснабжение. В этом смысле у России исторически сформирована серьезная энергетическая база, тогда как в ряде стран, включая Китай, энергетические ограничения уже начинают сдерживать развитие биотехнологических производств.

Третий фактор — вода. Для промышленной ферментации требуется большое количество воды стабильного качества. Во многих регионах мира именно водный ресурс становится ограничивающим. В России доступ к воде пока нельзя назвать узким местом, и это еще одно преимущество.

И, наконец, сырье. Россия ежегодно производит миллионы тонн зерна, часть которого по тем или иным причинам считается не соответствующим стандартам и не всегда находит сбыт. Между тем это идеальное сырье для глубоких биотехнологических переделов — получения крахмала, декстринов, сахаров, культуральных сред для ферментации.

– Тогда почему при таком потенциале отрасль до сих пор не получила масштабного развития?

– Все упирается в организацию отрасли. Недостаточно иметь природные и технологические

предпосылки — необходимы системная государственная политика, корректное нормативное регулирование, понятные правила для инвесторов и подготовка кадров именно для промышленной биотехнологии.

Например, у нас в институте есть специалисты с огромным опытом работы в биопродукции, но для успешного развития отрасли и возможности конкурировать на внешних рынках необходима подготовка кадров в совершенно другом масштабе. Без этого потенциал остается нереализованным. Но при правильной организации у российской биоэкономики есть все шансы перейти из разряда перспективных направлений в полноценную отрасль экономики.

Фото - пресс-служба ИЦиГ СО РАН

Компьютерную томографию четырех черепов из курганов и захоронений из трех археологических памятников Хакасии и Тувы провели в Лаборатории ядерной и инновационной медицины Физического факультета Новосибирского государственного университета (ЛЯИМ НГУ). Все черепа имеют видимые следы повреждений, причину которых археологи рассчитывают установить с помощью данного высокотехнологичного метода исследований.

— Благодаря технологии компьютерной томографии мы имеем возможность изучить их внутреннее строение, не повреждая хрупкий древний материал. Метод КТ позволяет буквально «заглянуть» внутрь костных структур, не повреждая их, а потому становится востребованным у археологов. КТ выявляет мельчайшие прижизненные патологии — следы трепанаций, зажившие переломы или воспаления, а также посмертные изменения. Но главное — томография способна обнаружить скрытые травмы, несовместимые с жизнью: например, следы оружия или переломы основания черепа, что дает шанс установить вероятную причину гибели этих людей. Имеющиеся в образцах изменения представляют огромный интерес для представителей моей базовой специальности — нейрохирургии и нейротравматологии. Мы постараемся извлечь максимальный объем информации и, возможно, получим представление о перенесенных ими заболеваниях, не исключено — раскроем загадки их гибели. Важно, что при этом гарантируется полная сохранность образцов, что обеспечивает возможностью их изучения в дальнейшем другими методами, — сказал заведующий ЛЯИМ ФФ НГУ Владимир Каныгин.

Первые два черепа, которые были исследованы на КТ, принадлежат представительницам таштыкской археологической культуры железного века (II в. до н. э. — V/VI вв. н. э.). Они были обнаружены во время прошлого полевого сезона (2025 г.) в могильнике гунно-сарматского времени Тесинский Залив, который находится в Минусинской котловине (Республика Хакасия). Обе находки датируются III веком нашей эры. На обеих — следы повреждения свода черепа, что наряду с трепанацией характерно для данной археологической культуры.

— Женский череп имеет идеальную сохранность, видимо, благодаря тому что здесь имело место так называемое упакованное погребение, когда тело умершего помещается в изолированную камеру, — в данном случае деревянный сруб, — что обеспечивает высокую сохранность органических материалов. Предположительно, эта женщина умерла в возрасте 25-30 лет. Видимых повреждений на черепе нет за исключением одного — слева немного отошла костная пластинка и виднеется небольшая трещина. Сначала мы думали, что это произошло в результате какого-либо естественного процесса во время нахождения останков в погребении, но потом появились сомнения — а вдруг имела место травма и, если да, то какая именно — прижизненная, ставшая причиной наступления смерти, или посмертная, свидетельствующая о каких-либо манипуляциях с телом. Ответ на эти вопросы могут дать изображения, полученные на компьютерном томографе, и их описания, сделанные специалистами, — пояснил заведующий Лабораторией гуманитарных исследований НГУ, кандидат исторических наук, доцент кафедры археологии и этнографии Гуманитарного института НГУ Олег Митько.

Второй череп, найденный на том же археологическом памятнике в прошлом году, принадлежал девочке, возраст которой составляет около 12 лет. Она вполне могла быть современницей той женщины, поскольку датировка находки аналогична. Детское захоронение вызвало особый интерес археологов в виду того, что оно оказалось очень необычным. Оно было обособленным и находилось далеко на окраине могильника. Но еще удивительнее было то, как обошлись с ее телом современники: обезглавленные останки покоились в грунтовой могиле под деревянным перекрытием, поверх которого был установлен череп, после чего захоронение было засыпано почвой.

— Сначала мы не собирались раскапывать это погребение, но оно находилось на самом берегу и подмывалось Красноярским водохранилищем. Мы заметили, что, еще немного, и вся могила будет разрушена и обрушится в воду. Можно сказать, что эти раскопки были предприняты как аварийные. Оказалось, что погребение было уже утрачено наполовину: костные останки нижних конечностей уже отсутствовали — видимо, были смыты и упали с обрыва. Манипуляции с черепом нас удивили — это было очень необычно, к тому же в лобной части было небольшое отверстие. И нам очень интересно узнать, что произошло с этим ребенком. Почему девочку решили похоронить вдали от остальных? Почему так обошлись с телом? Возможно, это какой-то шаманский обряд или же имело место осквернение захоронения? Каков характер травмы — получена ли она при жизни, стала ли причиной смерти или имеются следы заживления? — мы надеемся получить ответы на некоторые вопросы после интерпретации изображений, полученных на компьютерном томографе, — сказал Олег Митько.

Ученый отметил, что таштыкская культура очень сходна с культурой Древнего Египта по части погребальных обрядов. Ее представители не строили пирамид, однако сооружали склепы и грунтовые могилы. Практиковали два вида погребения — мумификацию и кремацию, проводя множество различных манипуляций с телами. Нередко создавали муляжи тел и погребальные маски. Исследователи отмечали, что представители таштыкской культуры больше заботились о том, что будет с ними в загробном мире, чем в реальной жизни. Об этом свидетельствуют археологические находки. На памятнике Тесинский Залив пока погребальные маски не находили, но Олег Милько уверен, что такие находки еще будут сделаны во время последующих полевых сезонов.

Два других черепа — мужские, они древнее предыдущих на 700-800 лет. Оба они привлекли ученых тем, что имеют свидетельства височной трепанации и необычные анатомические особенности. Оба мужчины скончались приблизительно в возрасте 35-45 лет и, возможно, были современниками, но при этом являлись представителями разных культур.

Захоронение одного из них было обнаружено во время аварийно-спасательных раскопок, предшествующих строительству железной дороги Кызыл—Курагино, которая должна была соединить Тыву с Красноярским краем. Строительство началось в 2011 году, однако по экономическим причинам оно не завершено до настоящего времени. По линии отвода под железную дорогу попадал памятник алды-бельской культуры раннего железного века Бай-Даг (Республика Тыва).

— Курган, в котором был обнаружен необычный череп, типичен для алды-бельской культуры — это большая, но невысокая и уплощенная насыпь с использованием большого количества камня и сложной архитектурой. Камни тщательно подогнаны друг к другу. Курган был ограблен задолго до нашего прихода — об этом свидетельствовала большая западина в центре. Содержимое большого квадратного ящика из каменных глыб было перемешано, но мы все же нашли много интересных вещей — миниатюрную резную роговую подвеску в виде ноги оленя, накладки на пояс из поделочного камня со сложным боковым сверлением настолько малого диаметра, что для того времени являлось высокой технологией, — рассказал Олег Митько.

В этом кургане и был найден необычный череп с сильно разросшейся и выпирающей затылочной костью. Эта особенность и заинтересовала исследователей.

Четвертый череп также имеет отличительную особенность — на нем имеется большая шишка, которая, возможно, является врожденной аномалией. Примечательно, что на том же памятнике — Сагайская протока (Республика Хакасия), — в одном из курганов тагарской археологической культуры найден детский череп с такой же особенностью. Левая часть лицевого отдела мужского черепа разрушена, но была ли эта тяжелейшая травма нанесена при жизни или стала последствием посмертных разрушений, может выясниться при интерпретации КТ-изображений. Но ввиду того, что захоронение не было разграблено, исследователи склонны предполагать, что захоронен мужчина был уже с этими повреждениями.

Череп был найден во время аварийно-спасательных раскопок в одном из курганов в зоне землеотвода под строительство второй линии железной дороги «Междуреченск-Абакан» в 2021 году. Эта находка до сих пор не исследовалась антропологами.

— Хотелось бы в перспективе создать базу данных КТ-изображений таких археологических находок, чтобы ученые могли работать с ними, не имея доступа к оригиналам. Метод компьютерной томографии дает возможность заглянуть внутрь образца, изучить его детально и при большом увеличении рассмотреть то, что не фиксируется человеческим глазом, — сказал Олег Митько.

КТ-сканирование черепов из древних захоронений в ЛЯИМ ФФ НГУ проводится не впервые. В прошлом году была произведена компьютерная томография черепа женщины, погребенной около 2,5 тысяч лет назад. При анализе полученных данных выяснилось, что при жизни она получила серьезную травму головы, в результате которой был разрушен правый височно­нижнечелюстной сустав. Женщина пережила серьезное хирургическое вмешательство по восстановлению функций нижней челюсти, благодаря которой пациентке вернули способность разговаривать и принимать пищу. Ранее ученые не сталкивались с такими находками и не встречали упоминаний о подобных операциях в научной литературе (https://www.nsu.ru/n/media/news/nauka/uchenye-ngu-pri-kompyuternoy-tomog...).

— При КТ-сканировании таких объектов мы используем специально подготовленные протоколы с применением специфических параметров и настроек: обычно при напряжении в 120 киловольт, толщине среза —  0,75 мм и силе тока в 229 миллиампер. В данном случае нами получены высококачественные изображения черепов в разных проекциях, на которых отлично видны внутренние трещины, анатомические особенности и разные повреждения. Трехмерные КТ-изображения можно смотреть в любой проекции и под любым углом, имеется возможность убрать часть кости, которая мешает рассмотреть нужный исследователю участок. Преимущество трехмерных КТ-изображений состоит в том, что оборудование имеет функционал, позволяющий таким вот образом произвести трепанацию внутри компьютера, не разрушая образец. Также мы сделали двухмерные проекции образцов в различных плоскостях. Именно ими пользуются ученые при описании данных, полученных в результате исследования. Полученные нами изображения четырех черепов будут в ближайшее время направлены специалистам, которые проведут описание всех имеющихся патологий и повреждений, — сказал инженер Лаборатории ядерной и инновационной медицины ФФ НГУ, оператор компьютерного томографа Руслан Тюстин.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Фото предоставлены пресс-службой НГУ

Мы уже уделяли внимание таким важным темам, как создание энергетических плантаций и агромайнинг. Напомним, что в первом случае речь идет об использовании растительной биомассы для получения различных видов топлива (газообразного, жидкого, твердого), которое выступает в качестве «зеленой» (то есть возобновляемой) альтернативы ископаемому топливу. Во втором случае растения выступают как сырье для цветной металлургии, поскольку накапливают в своем соке соединения различных металлов (чаще всего – никеля) и в ряде случаев даже не уступают по этому качеству высокосортным рудам.

Картина была бы не полной, если бы мы не коснулись аналогичной растительной альтернативы для химической промышленности, где всё ещё используется ископаемое углеводородное сырье. Как мы знаем, вплоть до нашего дня большая часть материалов и химических веществ (например, пластика) синтезируются из нефти и природного газа. И если в наше время рассматривается вопрос создания энергетических плантаций для последующего производства биоэтанола, биодизеля, биоугля или биогаза, то вполне закономерным шагом являются попытки создавать тот же пластик из растительной биомассы или ее отдельных компонентов.

Понятно, что данную тему в наше время активнее всего развивают борцы с углеродными выбросами, хотя сами поиски в этом направлении могут оказаться вполне интересными в чисто научном плане. В принципе, сама тема биологического сырья для химической промышленности далеко не нова. Так, генно-модифицированная кукуруза уже вовсю используется не только для получения этанола, но и для производства биопластика. Однако у защитников экологии есть на этот счет возражения.

В первую очередь они обращают внимание на то, что возделывание кукурузы в интенсивной агротехнике неизбежно ведет в деградации почв и, соответственно, к увеличению так называемого «углеродного следа». На их взгляд, возделывание для таких целей однолетних растений противоречит принципам «устойчивого» сельского хозяйства. В чем же выход? Выход – в переходе на многолетние технические культуры. Как утверждают защитники экологии, необходимо идти противоположным образом, развивая многолетние и самовосстанавливающиеся системы, способные удовлетворять потребности человека, одновременно поглощая огромное количество углерода.

Мы уже касались темы «многолетнего» земледелия, когда ученые пытаются найти замену привычным однолетним пищевым культурам (бобовым, овощным и злаковым) через поиск их аналогов среди множества многолетних съедобных растений. Тот же принцип пытаются перенести и на технические культуры. В этом плане ГМО-кукуруза воспринимается как вчерашний день. То же самое относится и к хлопку (важному источнику целлюлозы). По ряду причин хлопок выращивается исключительно как однолетняя культура, в чем борцы за экологию видят большой минус.

Впрочем, с традиционными многолетними культурами также возникают проблемы. Например, плантации сосны и ели, используемые для производства бумаги и картона, вырубаются под корень, что в дальнейшем также способствует деградации почв. Не лучше выглядит ситуация и с традиционными каучуконосами. Такие монокультурные посадки давно уже вызывают нарекания со стороны экологов.

Отсюда вытекает следующая задача: подобрать для указанных целей такие многолетние культуры, которые можно собирать без ущерба для почвы и при этом – выращивать в интегрированных поликультурах вместе с пищевыми растениями и даже совместно со скотом. Такая постановка вопроса может показаться утопической, тем не менее, она полностью вписывается в современный «зеленый» тренд, связанный с переходом на «углеродное» регенеративное земледелие (о чем мы уже писали подробно).

Еще раз отметим, что главный вектор экологического направления в сельском хозяйстве направлен в сторону создания децентрализованных производств и технологий, адаптированных к масштабам производства. Это – своего рода вызов транснациональному капиталу, стремящемуся к монополизации рынков (как продовольственных, энергетических, так и рынков сырья). Считается, что путем децентрализации производств можно обеспечить массу потребностей цивилизованного общества, поддерживая при этом экономическую самодостаточность регионов.

Ученые, занятые поиском таких многолетних культуры, исходят из того, что те могли бы со временем стать заменой ископаемым углеводородам (нефти и газа), параллельно способствуя (как принято считать) решению климатической проблемы. В данном случае ставка делается на многолетние растения как источник технического крахмала.

Дело в том, что крахмал является вторым по популярности углеводом в промышленности после целлюлозы. Необходимо отметить, что он выступает важным компонентом при производстве бумаги и картона, связывая целлюлозные волокна и тем самым придавая материалу прочность. Благодаря связующим свойствам он также используется в текстильной промышленности. Он также применяется и в производстве целого ряда строительных материалов (строительные смеси, клей, пенопласт, потолочные покрытия). Еще одно важное направление – изготовление биопластика, где крахмал находит широкое применение. Так, существует упаковочный пенопласт на основе крахмала, заменяющий экологически вредный пенополистирол.

Надо сказать, что биопластикам прочат будущее, поскольку именно таким путем можно преодолеть нынешнее «пластиковое проклятие». Иными словами, биопластик должен прийти на смену синтетическим материалам из углеводородов. Для реализации этой стратегии необходимо будет увеличить производства крахмала, но увеличить так, чтобы не навредить почвам и не обострить проблему продовольственной безопасности.

В настоящее время практически весь крахмал, используемый в промышленности, получают из однолетних пищевых культур методом «традиционной» обработки почвы, что приводит к негативным последствиям для экологии.

В общем, решение проблемы ученые связывают с переходjм на многолетние крахмалистые культуры. Применительно к биопластику это будет означать, что такие растения, с одной стороны, станут экологически здоровой альтернативой углеводородам, а с другой стороны – альтернативой традиционным однолетним культурам, из которых извлекают технический крахмал (например, в Европе для поддержания бумажного производства уходит порядка 17% выращенного здесь зерна).

В настоящее время в мире ежегодно производится до 100 миллионов тонн синтетического пластика, на что уходит примерно 4-5% переработанной нефти и газа. Замена синтетических пластмасс биопластиком могла бы дополнительно снизить потребности в ископаемом топливе. Биопластики вполне могут производиться из крахмала, целлюлозы, масел и смол растительного (и даже животного) происхождения. Самое интересное, что изначально пластики производились как раз из натуральных материалов -  начиная с середины XIX века. В 1941 году Генри Форд представил автомобиль, где все пластмассовые элементы были изготовлены на основе сои. Однако после войны химическая промышленность всё больше и больше опиралась на ископаемые углеводороды. О натуральных пластиках начали забывать.

Сегодня былой опыт начинает возрождаться, однако (как это обычно бывает) воспринимается как что-то совершенно новое. В то же время работа в этом направлении идет, включая и работу по улучшению экологических свойств самого биопластика (который должен лучше разлагаться в почве и быть совершенно нетоксичным). Пока что биопластики с трудом конкурируют с синтетикой из углеводородов, однако ученые, выступающие за экологию, надеются на то, что при внимательном отношении к многолетним культурам, способным давать нужное количество сырья без ущерба для почв, ситуация может поменяться в лучшую сторону.

Если говорить конкретно о многолетних крахмалистых культурах, то на сегодняшний день в этот список входят следующие: конский каштан, несколько видов саговника, каштан из залива Мортон, ядовитые формы воздушного картофеля (разновидность лианы, дающей клубни в пазухах листьев), маклюра оранжевая и тому подобные. Некоторые из них встречаются в половине тропических регионов мир, и при нормальном развитии дела они могут поддержать экономики бедных развивающихся стран. Также обсуждается возможность выведения особых сортов дуба для получения промышленного крахмала.

С какой целью исследователи предлагают включать в посадки несъедобные растения? На их взгляд, это делается для того, чтобы сохранить принцип биоразнообразия в сельском хозяйстве. При этом они, что называется, оставляют дверь открытой для дальнейших поисков в указанном направлении. По их мнению, каждый отдельно взятый регион мог бы оценить местные эндемические виды, чтобы выявить самых достойных кандидатов. По крайней мере, это лучше, чем завозить из других регионов токсичные растения (у которых есть шанс превратиться в инвазивные сорняки).

Разумеется, указанная стратегия по выращиванию многолетних технических культур не является идеальной, и в научным кругах высказывается по этому поводу немало скептических замечаний. Поэтому окончательные выводы здесь пока что делать рано. Тем не менее, весьма привлекательно само направление исследований. И, наверное, для развития науки данное обстоятельство важнее всего.

Николай Нестеров

Изображения получены из открытых источников

24 апреля в Новосибирском Научно-техническом Центре состоялся пресс-тур, где министр науки и инновационной политики Новосибирской области Вадим Васильев ознакомился с передовыми цифровыми решениями и оборудованием для нефтегазовой отрасли. Разработки ведутся резидентом Академпарка и Сколково при поддержке Правительства региона.
Инноваторы продемонстрировали цифровые стенды и программное обеспечение собственной разработки. Среди них: платформа Darcy — мультидисциплинарная интерпретационная система мирового уровня. Она включает модули для загрузки, отображения и интерпретации геолого-геофизических данных. Решение уже используется специалистами крупных энергетических корпораций для моделирования процессов добычи углеводородов и оптимизации разработки месторождений, а также собственные цифровые продукты, предназначенные для решения задач интерпретации данных и валидации гидродинамических моделей.

Затем разработчики показали метрологическую лабораторию, созданную при поддержки субсидии миннауки Новосибирской области, где проводятся испытания и сборка опытных образцов оборудования. Министр ознакомился с программно-аппаратным комплексом «Добыча» — это многофазный расходомер для газовых и газоконденсатных месторождений с высоким газовым фактором. Его назначение — измерение параметров потока нефти, газа, воды без разделения фаз, что критически важно для эффективного контроля добычи на сложных месторождениях. Комплекс успешно прошёл государственные испытания во Всероссийском научно-исследовательском институте расходометрии и по техническим характеристикам соответствует лучшим мировым аналогам. Цифровой инструмент, являющийся программной частью комплекса – программное обеспечение, предназначенное для контроля процесса добычи многокомпонентной смеси углеводородов, протекающей по скважинам и наземной сети трубопроводов, решает задачи импортозамещения. 

«Обеспечение энергетической безопасности государства — задача первостепенной важности. Сегодня деятельность таких инноваторов особенно значима в свете задач импортозамещения. Правительство Новосибирской области последовательно поддерживает инновационные компании субсидиями — например, на трансфер технологий. Эта мера позволяет предприятиям вырасти от стартапа до создания и внедрения собственных программных продуктов и аппаратных решений мирового класса. Мы видим, как новосибирская наука и инжиниринг успешно конкурируют с глобальными лидерами. Так, созданное при поддержке субсидии министерства оотечественное ПО превосходит импортные аналоги по быстродействию, объёмам обрабатываемых данных в единицу времени, точности и надёжности и может встраиваться в единую цифровую систему нефтегазодобывающей или сервисной компании», – подчеркнул министр науки и инновационной политики Новосибирской области Вадим Васильев.

Также исследователи продемонстрировали испытательное оборудование — стенды для калибровки и поверки на основе нейросетевых алгоритмов. Эта разработка позволяет повысить точность измерения параметров скважин при бурении. Действующий прототип интеллектуальной системы глушения скважин, разработанный при поддержке Фонда содействия инновациям, автоматизирует процессы остановки скважин в нештатных ситуациях, снижая риски и время реагирования.

Также гости увидели, как на базе лаборатории проводятся НИОКР по изучению многофазных течений жидкостей. Эти исследования ведутся в кооперации с Новосибирским государственным университетом и Институтом гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН. В рамках совместной лаборатории программных систем оптимизации добычи углеводородов молодые специалисты занимаются фундаментальными задачами, результаты которых затем внедряются в производственные процессы нефтегазовых компаний.

Предприятие активно пользуется мерами государственной поддержки, включая гранты Фонда содействия инновациям (на проекты по коммерциализации калибровочной установки и интеллектуальной системы глушения скважин) и имеет статус участника проекта «Сколково». 

«Наша компания прошла путь от стартапа, основанного в 2012 году, до разработчика и производителя собственных аппаратных и программных решений мирового уровня. Мы гордимся тем, что созданные нами измерительные комплексы многофазной расходометрии и платформа Darcy уже востребованы такими крупнейшими заказчиками, как «Росатом», «НОВАТЭК», «Газпромнефть», «Зарубежнефть». Это прямой вклад в технологическую независимость и эффективность российской нефтегазовой отрасли», – отметил генеральный директор «ННТЦ» Владимир Ульянов.

Фото - пресс-служба Министерства науки и инновационной политики Новосибирской области

Окончание

Часть первая «Опасный отвлекающий маневр»

Часть вторая Дерево против стали

В марте этого года – на фоне боевых действий в Персидском заливе - появилось сообщение о том, что в Индии и в некоторых странах Юго-Восточной Азии резко подскочили цены на… коровий навоз. Какая тут связь с боевыми действиями? Связь простая: война привела к скачку цен на углеводороды. Индия и страны ЮВА почувствовали дефицит энергоресурсов. Что касается коровьего навоза, то в указанных странах (особенно в Индии) он давно уже является привычным сырьем для производства биогаза. То есть в условиях энергетического дефицита на навоз вполне закономерно вырос спрос.

В данном случае мы затронули ту сторону жизни небогатых южных стран (таких как Индия), где обычные жители деревень прекрасно освоили те технологии переработки органических отходов, которые до сих пор неведомы подавляющему большинству россиян.

Отметим, что Индия является одним из мировых лидеров по количеству биогазовых установок. В сельской местности этой страны постоянно работает более 5 миллионов малых домашних биогазовых реакторов. Причем, это дело поддержано государством. Так, существует государственная программа, в рамках которой осуществляется субсидирование переработки органических отходов в биогаз (в том числе – для использования в качестве автомобильного топлива!). Основным сырьем здесь как раз выступает коровий навоз, а также остатки рисовой соломы.

В настоящее время Индия импортирует через Ормузский пролив не менее половины сжиженного природного газа. Из-за нарушения поставок в ходе военного конфликта в этой стране возник дефицит газа для бытовых нужд. По этой причине в сельских районах начал массово скупаться коровий навоз в качестве доступной энергетической альтернативы ископаемому топливу. Причем, рост цен оказался взрывным, что совсем нетипично для этой страны, где количество коровьего навоза (во всяком случае, для селян) всегда казалось достаточным, и потому он стоил очень дешево. Индийские фермеры с большой пользой для себя воспользовались ситуацией, неплохо заработав на его продаже.

Интересно, что о распространении в индийских деревнях небольших биогазовых установок наши научные обозреватели писали, как минимум, с начала 1980-х годов, доказывая актуальность данного направления и для нашей страны (в частности, такие публикации были в журнале «Химия и жизнь»). Правда, у нас в то время делали ставку на природный газ, а потому тема биогазовых установок считалась неактуальной. И я уверен, что данный способ переработки органики мало кому приходит в голову и в наши дни, поскольку мы до сих пор всецело полагаемся на ископаемое топливо. Во всяком случае, сельские жители даже в условиях обилия коровьего навоза скорее будут рассчитывать на централизованную газификацию сел, чем решатся последовать примеру индийских крестьян.

Поэтому приходится удивляться тому, что в бедных сельских общинах Индии люди научились вполне по-современному обращаться с органическими отходами.

Как мы знаем, тема переработки органики становится актуальнее с каждым годом. Об этом уже написаны сотни исследований, в том числе и нашими учеными. Здесь особую остроту приобретает растущее противостояние между производителями ископаемого топлива и борцами за экологию, полагающимися на возобновляемые источники энергии. Органические отходы (как растительные, так и животные) рассматриваются ими как один из важнейших энергетических источников, способный обеспечить людям нормальное существование, независимое от гигантов промышленной и энергетической индустрии.

Сторонники такого подхода идут еще дальше, ставя автономное обеспечение основными ресурсами во главу угла. И что очень важно: жизнь некоторых индийских сельских общин четко соответствует их идеалам – как раз в силу их автономности и независимости от крупных корпоративных игроков (куда входят как поставщики коммунальных ресурсов, так и крупные продовольственные компании, и торговые сети). Ранее мы уже неоднократно писали о том, что такой автономный образ жизни приобретает популярность в западных странах. И что здесь очень характерно: пропаганда такого образа жизни в наши дни почти всегда осуществляется под флагом «зеленого курса», под флагом защиты планеты от глобального потепления и снижения углеродных выбросов.

Как мы уже отмечали в предыдущей части, борьба с углеродными выбросами нередко маскирует вполне определенную философию, по существу своему направленную против индустриализма, который с определенных пор опирается на масштабную выкачку нефти и природного газа. Напомним, что неприятие индустриально-промышленной революции со стороны отдельных интеллектуалов наблюдалось в Европе еще в позапрошлом веке. Так, движение романтиков, охватившее Великобританию, Францию и Германию, как раз апеллировало к сельской идиллии, к Природе как живому организму, к автономной общинной жизни с ее размеренной работой на земле. Вдаваться в подробности мы здесь не будем, отметим лишь, что данное «органическое» направление приобретало разные формы (иногда – весьма радикальные) и дожило вплоть до нашего дня. Сегодня оно скрывается под маской экологического активизма, климатического алармизма и всевозможных проектов по «зеленой» трансформации экономики.

Одним таким проектом является «углеродное» земледелие, опирающееся на работу с многолетними культурами: древесными, плодовыми, ягодными, овощными, бобовыми, зерновыми, техническими и даже кормовыми. В идеале такой вид сельского хозяйства эффективно совмещает лесопосадки с посадками съедобных и технических растений, а также создает условия для выпаса скота без ущерба основным посадкам.

Важно учесть, что в такой системе хозяйствования растения выступают не только как источник еды и корма для животных, но параллельно используются в виде энергетического и различного промышленного сырья! Главный упор здесь делается на создание местной ресурсной базы, позволяющей членам такой «зеленой» общины снабжать себя не только едой и энергией, но также обеспечить занятость в различных видах производственной деятельности или просто взаимодействовать с местными производственными компаниями в качестве поставщиков сырья или полуфабрикатов.

Уверен, что указанная постановка вопроса кому-то из нас может показаться откровенно утопической, нереалистичной. И здесь мы опять обращаемся к примеру Индии. Так, в индийском штате Керала примерно по такому принципу возделывается более трех миллионов небольших крестьянских участков. Этот штат представляет собой узкую полоску земли на западном побережье, простираясь до южной оконечности Индии. Несмотря на высокую плотность населения этого штата, земля здесь имеет весьма низкую плодородность и крайне плохой дренаж. Большая часть побережья заболочена или покрыта мангровыми зарослями. И тем не менее, местные жители нашли выход.

Как нетрудно догадаться, их участки представляют собой комбинацию леса и сада, вполне соответствуя модной теме «съедобных лесов». Такой крошечный лесной сад, возделываемый отдельной семьей, представлен большим разнообразием растений. К тому же он обеспечивает взаимодействие растений и животных, а также (что не менее важно) обеспечивает связи отельной семьи с местной промышленностью.

Отрасли, связанные с этими лесными садами, включают производителей резины, изготовителей спичек, переработчиков орехов кешью и какао-бобов, производителей консервированных ананасов, изготовителей мебели и целого ряда других небольших производств: изготовление лодок, повозок, катамаранов, матов, пандусов, корзин, кокосовых волокон и т.д. Что характерно: многие семьи самостоятельно обеспечивают себя энергией в виде биогаза, производя его из органических отходов с помощью собственных биогазовых установок. Тем же путем получают удобрения.

Как правило, средняя площадь одного такого участка не превышает 12 «соток» (0,12 га). Обычно на здесь помещается чуть более двадцати кокосовых пальм, десяток гвоздичных деревьев, более полусотни банановых растений и около полусотни ананасов, и также три десятка лиан черного перца, размещенных на деревьях. Есть также манго и различные виды целебных и ароматических трав. Помимо этого, выращивается корм для коров. Всего насчитывается не менее шестидесяти видов растений, представленных в этих лесных садах. Кроме того, местные жители извлекают пользу из мангровых зарослей. Мангровые деревья имеют очень твердую древесину, которая отличается высочайшей теплотворной способностью (способна гореть белым пламенем).

Как подчеркивают наблюдатели, описывая местных жителей: несмотря на свою относительную бедность, владельцы маленьких лесных садов штата Керала питаются гораздо лучше жителей других штатов. Например, такой типично индийский фрукт, как манго, совершенно недоступен многим бедным городским жителям этой страны из-за дороговизны (основная доля выращиваемого в Индии манго идет на экспорт). В то время как далеко не богатые крестьяне штата Керала вполне могут себе позволить этот дорогой фрукт, поскольку выращивают его самостоятельно.

Разумеется, мы не можем идеализировать данный опыт, а тем более распространять его на другие природно-климатические зоны. Тем не менее, апологеты «углеродного» земледелия, делая ставку на многолетние культуры, вдохновляются лесными садами Кералы и пытаются найти аналогичную схему посадок, походящую для умеренных широт. Главное, еще раз подчеркнем, что акцент здесь сделан не на показателях промышленного роста, а на возможности автономного обеспечения жизненно важными ресурсами (в первую очередь – едой и энергией). То есть оценивать такой опыт мерками индустриализма не вполне корректно, в чем как раз и раскрывается суть «зеленой» философии.

Интересно, что Китай еще с 1958 года пытается проводить политику интеграции лесного хозяйства с сельским хозяйством. В первую очередь это выражается в том, что лесное хозяйство не рассматривается только лишь в рамках производства древесины, но также включает в себя фрукты, орехи, лекарственные растения, масличные культуры и другие. То есть, в теории, леса там уже объявлены «съедобными». Причем, современные китайские ученые проводят исследования относительно совместного выращивания древесных растений с садовыми культурами в различных схемах агролесоводства.

В общем, несмотря на романтическую основу «углеродного» земледелия, оно формирует достаточно обширное направление научных исследований. Какими будут практические результаты, время покажет. Ввиду актуальности данной темы мы постараемся еще раз к ней вернуться.

Николай Нестеров

Изображение сгенерировано нейросетью

Новый микроорганизм, найденный в Чёрном море, быстро делится, неприхотлив и свободен от лицензионных ограничений, что делает его интересным и для фундаментальной науки, и для будущих биореакторов.

Учёные ИЦиГ СО РАН завершили двухлетнее исследование микроорганизма Thraustochytrium aureum ssp. strugatskii, открытого в Чёрном море и названного в честь братьев Стругацких. Новый протист может использоваться и как модельный объект для фундаментальной науки, и как возможный продуцент ценных веществ для фармацевтики и косметологии.

По словам ведущего научного сотрудника ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Алексея Мензорова, основной задачей проекта было понять, как устроен и функционирует этот организм. Исследователи построили трёхмерную реконструкцию его клеток на разных стадиях жизненного цикла – от подвижной зооспоры до взрослого «шарика»‑зооспорангия – и подробно описали, как многоядерная клетка синхронно делится и превращается в множество дочерних спор. «Мы хотели узнать, как он устроен, какая у него трёхмерная организация и по каким законам идёт деление. Для этого мы разработали математическую модель жизненного цикла», – объясняет учёный.

Созданная агент‑ориентированная модель позволяет воспроизводить рост многоядерных клеток, синхронное деление ядер и переход к образованию зооспор при разных вариантах питательной среды. Обычно при работе с биореакторами исследователи смотрят только на итоговый выход продукта, не учитывая отдельные стадии жизненного цикла. «Потенциально такая модель позволит эффективнее подбирать условия культивирования в биореакторе, хотя сейчас это в первую очередь результат для фундаментальной науки», – отмечает Алексей Мензоров.

Отдельное направление работы – биоинформатический анализ метаболизма протиста. Учёные сравнили его гены и транскриптом с родственными организмами и показали, что Thraustochytrium aureum ssp. strugatskii обладает «полным набором» ферментов для синтеза и модификации жирных кислот, а также способен вырабатывать сквален. Эти соединения востребованы как компоненты вакцин и в косметологии. «Мы можем предсказать, какие метаболиты он вырабатывает, и подтвердили, что он способен синтезировать жирные кислоты и сквален. В перспективе, он мог бы стать важным промышленным микроорганизмом, но, чтобы точно подтвердить это, нужны отдельные биотехнологические исследования», – говорит Мензоров.

Пока выводы сделаны на основе «сухих» методов – геномики и транскриптомики, без выделения веществ в пробирке. Следующий логичный шаг, по словам исследователя, – поставить уже биотехнологические эксперименты: вырастить культуру, выделить жирные кислоты, измерить их количество и состав. Если к микроорганизму проявят интерес промышленники, разумной стратегией он называет сравнение всех доступных в России представителей этого таксона и выбор того штамма, который в заданных условиях даёт максимум нужных метаболитов.

Новый протист удобен и как модельный объект для протистологии и системных исследований простейших: он быстро делится, относительно неприхотлив к условиям культивирования, а его внутриклеточная организация описана намного лучше, чем у большинства родственников. Команда ИЦиГ СО РАН проанализировала клеточный цикл на всех уровнях микроскопии, включая электронную, и подготовила подробный обзор по этой группе организмов.

Есть у этого микроорганизма и еще одно достоинство. Организм выделен и изучен российскими учёными, поэтому в случае с биотехнологиями, его использование не будет упираться в зарубежные лицензионные ограничения, которые нередко сопровождают промышленные штаммы. Сейчас команда продолжает уточнять оптимальные условия культивирования в лаборатории; если дальнейшие опыты покажут высокий выход целевых продуктов, у «протиста Стругацких» есть шанс стать интересным не только для фундаментальной науки, но и для проектов в области биотехнологий.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН

Изображение сгенерировано нейросетью

Продолжение. Начало - здесь

Мы начали свой разговор с международной кампании по посадке деревьев, инициированной двадцать лет назад руководством ООН в рамках борьбы с глобальным потеплением. Это инициатива почему-то до сих пор преподносится в СМИ как что-то беспрецедентное по своему размаху и по изначальному замыслу. Шутка ли: человечество вознамерилось оказать влияние на климат таким вот нестандартным способом.

Однако в истории уже были прецеденты такого рода, причем – с куда более продуманным планом. В данном случае мы говорим о Сталинском плане преобразования природы, который реализовывался в послевоенные годы (1948 – 1953). В рамках этого плана было высажено порядка шести миллиардов деревьев, образовавших огромные государственные лесополосы. Совокупная площадь лесопосадок составила более двух миллионов га земли, а общая протяженность лесополос – более пяти тысяч километров!  

Важно, что Сталинский план был направлен на реальное смягчение климата в главных сельскохозяйственных регионах с помощью таких лесопосадок. Деревья становились преградой для суховеев, предотвращали вынос снега и тем самым способствовали лучшему увлажнению почвы. Собственно, основной задачей (как мы уже писали об этом ранее) была борьба с засухой и с эрозией почвы в степных и лесостепных районах юго-западной части страны. Выражаясь точнее, советское руководство пыталось таким путем предотвратить опустынивание территорий, где осуществлялась активная сельскохозяйственная деятельность (как раз и приводящая к опустыниванию). Основные предложения были выдвинуты выдающимися русскими учеными еще до революции, и тогда же были предприняты кое-какие практические шаги. В послевоенном СССР к этому делу подключилось государство с его мощным административным аппаратом и соответствующим финансированием.

Почему мы вспомнили здесь о Сталинском плане? Дело в том, что в последние годы за рубежом появилось множество публикаций, посвященных лесопосадкам. Правда, в наше время такие идеи неизменно включаются в климатический контекст, где на первое место выдвигается проблема поглощения и связывания углерода. В то же время следом проговаривается другая – куда более понятная и рациональная – проблема: борьба с той же засухой и опустыниванием территорий через восстановление плодородия почв. Деревья и кустарники (шире – многолетние культуры) выступают в этом технологическом процессе в качестве ключевого звена.

По сути, современные авторы, пропагандирующие тему масштабных лесопосадок, явно или неявно возвращают нас к Сталинскому плану преобразования природы. Прямо об этом не говорится. Мало того, на этот советский опыт почти не встречается ссылок, несмотря на то, что по некоторым важным задачам (и даже по технологиям) здесь наблюдается совпадение. Однако оно не полное. И главное – современные сторонники восстановления лесов опираются на совершенно другую философию хозяйствования. Даже более того: под видом борьбы с парниковыми выбросами через масштабные лесопосадки продвигается идея радикального переустройства образа жизни (по крайней мере, для определенной части людей, включая тех, кто проживает сейчас в городах).

Скажем прямо: Сталинский план во многом был предельно прагматичен. Мероприятия по созданию огромных лесополос рассматривались как основной компонент борьбы с опустыниванием (если можно так выразиться). Говоря по простому: в сельскохозяйственных угодьях страны намечалась конкретная и весьма серьезная проблема. Ученые разработали план мероприятий по ее решению. Партия и правительство организовали практическую реализацию этого плана. Конечно, если бы в указанном направлении двигались до конца, если бы данный план столь же масштабно воплощался и в последующие эпохи, то не исключено, что на этом пути появились бы новые (и весьма полезные) «побочные эффекты», способные дать ученым еще одну богатую пищу для размышлений. То есть в перспективе создание таких лесополос могли бы рассмотреть и под другим углом зрения, в силу чего у лесопосадок возникла бы дополнительная функция, в том числе – продовольственная (отметим, что даже маленькие районные лесополосы на территории Новосибирской области стали с определенных пор излюбленным местом для местных грибников из-за обильного роста некоторых видов грибов). Что-то подобное намечалось, но, к сожалению, после смерти Сталина этот грандиозный план был свернут, и Партия сформулировала новые задачи. Например, задачу по химизации сельского хозяйства и задачу по газификации (о чем мы уже писали).

Современные авторы, как мы сказали, уже сейчас рассматривают лесопосадки в более широком контексте, чем это было в случае с советскими учеными. Кое-какие идеи звучат весьма здраво, если воспринимать их без фанатизма.

В данном случае мы даже не касаемся климатической темы и борьбы с углеродными выбросами. Обращает на себя внимание сам исходный посыл относительно восстановлению лесов. Обычно авторы исходят из осознания пагубности самой ситуации, когда существующие леса (особенно в тропиках, где находятся «легкие планеты») нещадно вырубаются под новые плантации и пастбища. Учитывая хищнический характер современного сельского хозяйства, новые сельскохозяйственные угодья, отвоеванные у леса, в перспективе могут превратиться в полупустыни и пустыни. По этой причине тема восстановления лесов становится весьма актуальной, особенно в контексте борьбы с опустыниванием.

Чтобы было понятно: в результате опустынивания в мире ежегодно деградирует до 12 миллионов га земли, пригодной для сельского хозяйства. То есть почти каждую минуту мир теряет более 20 га плодородных земель. На сегодняшний день примерно 40 процентов суши уже считается деградированной. В таких условиях люди начинают отвоевывать новые территории у леса, что приводит к дальнейшему масштабированию проблемы.

Но как остановить этот процесс? Здесь мы сталкиваемся с дилеммой, когда приходится выбирать между защитой леса от вырубок и продовольственной безопасностью населения планеты (не стоит забывать, что численность населения Земли постоянно растет). Авторы, ратующие за лесопосадки, предлагают нам своего рода выход из этой дилеммы путем снятия противоречий между лесом и сельскохозяйственными угодьями. То есть они не просто выступают за восстановление лесов – они предлагают восстанавливать эти леса по-новому, делая их… съедобными.

В свое время мы уже уделяли внимание теме так называемого «продовольственного леса» (Food Forest), когда растения располагают по трёхъярусной схеме, сочетая в единой композиции деревья, кустарники и низкорослые культуры (многолетние и однолетние). В упрощенном варианте схожая композиция используется в агролесоводстве – важном направлении сельского хозяйства, получившем распространение в жарких (преимущественно – тропических) странах. Как правило, здесь сочетают регулярные посадки деревьев с посадками съедобных растений. За счет деревьев улучшается микроклимат участков, поскольку деревья способствуют удержанию влаги и создают полутень, в которой съедобные растения чувствуют себя более комфортно, чем на открытом солнцепеке.

Подходит ли такая схема для умеренных широт, пока еще остается под вопросом. У некоторых специалистов на этот счет есть возражения. Однако тема «продовольственных лесов» получила неожиданное развитие как раз в контексте «углеродной» проблематики. Сторонники масштабных лесопосадок несколько сместили акценты с деревьев на многолетние культуры вообще, доказывая преимущества последних перед монокультурным возделыванием однолетних растений.

Как и следовало ожидать, главное преимущество они тесно увязывают с поглощением и удержанием углерода (что, как мы понимаем, прямо согласовывается с климатической повесткой). Почему многолетние культуры выходят здесь на первый план? Ответ прост: культивирование многолетних растений не требует постоянной глубокой обработки почвы. А ведь именно почва (особенно – в умеренных широтах) является главным «резервуаром» углерода. И чем меньше ее ворошить, тем больше будет гарантий ее сохранения. Вот вам вполне рациональный (на первый взгляд) подход к решению проблемы, когда «одним выстрелом» мы сохраняем и плодородие почв, и решаем вопрос с удержанием углерода. Кроме того, такая система позволяет отказаться от регулярного использования тяжелой спецтехники, в чем также видится двойная польза: экономия топлива и снижение углеродных выбросов.

Возможно, у многих из нас такой подход вызовет недоумение: как можно сократить долю однолетних культур, если именно они составляют основу нашей продовольственной безопасности?

Здесь мы подходим к принципиально важному моменту. Дело в том, что сторонники «многолетнего» земледелия уже не один год ведут кропотливые поиски многолетних растений, способных прийти на замену привычным нам однолетним культурам. Причем, речь идет как о съедобных, так и о технических культурах (последнее – не менее важно). Этот «многолетний» принцип распространяется и на овощи, и на бобовые (как источник растительного белка и фиксатор азота в почве) и даже на зерновые культуры. Конечно, полного списка пока еще нет. Но то, что предложено на сегодняшний день, уже включает сотни наименований (почти семьсот видов!). Во всяком случае, для ученых-растениеводов открывается очередное многообещающее направление исследований.

Уверен, что многие из предложенных видов растений воспринимаются как нечто экзотическое, однако авторы уверены, что стоит нам сломать устоявшиеся стереотипы и принять новую реальность, как перемены в сельском хозяйстве не заставят себя ждать. И это будет, по их мнению, решающий шаг в «безуглеродное» будущее, где люди будут жить по-новому.  Собственно, «жизнь по-новому» - это и есть исходный ориентир и цель подобных изысканий, о чем мы поговорим в заключительной части.

Николай Нестеров

Окончание следует

Изображение сгенерировано нейросетью