Космос стал серым и безжизненным… Таким его в последние десятилетия видит наука. Рассуждать о марсианских лугах или венерианских морях означает теперь предаваться наивным фантазиям, не имеющим ни малейшего отношения к современным научным данным. В этой связи поразительно то, что мыслители и ученые прошлого воспринимали планеты Солнечной системы иначе. Они верили не только в существование жизни на ближайших небесных телах, но даже в существование особых инопланетных цивилизаций. Например, Луна считалась обитаемой вплоть до XIX века, и такие представления отнюдь не считались фантастическими.

Сегодня, читая научную периодику середины прошлого века, не перестаешь поражаться смелым идеям относительно инопланетной жизни, которые по меркам нынешнего дня воспринимаются как вольный вымысел. Тем не менее, каких-то 60-70 лет тому назад научные (именно научные) представления о жизни на соседних планетах поражают нас не только полетом фантазии, но и потрясающе выстроенной логикой рассуждений, придающей выдвинутым идеям и догадкам признаки научно обоснованной достоверности.

Такая «экзотическая» наука, как астроботаника, появилась в нашей стране еще в 1945 году. Она начала развиваться так быстро, что уже в 1947 году в Академии наук Казахской ССР был создан специальный сектор астроботаники. Астроботанические наблюдения проводились сотрудниками сектора как в Алма-Ате, так и в многочисленных экспедициях на горы в окрестностях Алма-Аты, а также на Памир. Помимо этого, проводились наблюдения в районе города Салехарда (в устье Оби) и в пустынях Казахстана.

Какое отношение имеют указанные исследования к жизни на соседних планетах? Дело в том, что эти наблюдения позволили нашим ученым выявить несколько принципиально важных цветовых свойств растений, что помогло астроботаникам объяснить некоторые непонятные ранее оптические свойства предполагаемой марсианской растительности. Сегодня такие предположения воспринимаются как ненаучные. Однако в те годы мысль о наличии на Марсе растительности считалась научной догадкой, которую пытались объяснить наблюдениями над земной растительностью, существующей в наиболее суровых местах нашей планеты.

Сам принцип объяснения оптических свойств Марса вполне научен. Ученые исходили из того, что суровые марсианские условия еще не делают эту планету абсолютно безжизненной. Данный тезис наглядно подтверждают примеры приспособляемости растительной жизни к температуре среды. Например, на берегах Северного Ледовитого океана растет трава, называемая ложечной. В листьях и бутонах она переносит зимние 50-градусные морозы и весной продолжает свое развитие. На Алтае, на Памире и на других горах нашей планеты венчики раскрывшихся цветков ночью совершенно промерзают, становятся хрупкими, как стекло. Однако утром они оттаивают, не обнаруживая никаких повреждений. С другой стороны, некоторые растения, наоборот, способны выдерживать очень высокую температуру. Так, на Камчатке были обнаружены сине-зеленые пленки так называемых циановых водорослей в ручейке с температурой воды 82 градуса Цельсия!

Эти знания были применены к объяснению оптических явлений, наблюдаемых на поверхности Марса. С одной стороны, было очевидно, что большая часть этой планеты представляет собой пустыню, имеющую желтый цвет. Меньшая часть планеты имеет более темный цвет. В некоторых местах он периодически меняется со сменой времен года. Эти изменения цвета темных мест очень напоминают сезонные изменения цвета земной растительности. Данный факт еще в конце позапрошлого века дал основание астрономам считать, что на Марсе существует растительность, похожая на земную. Разница лишь в том, что цвет этой растительности в основном не зеленый, а голубой. Что касается тех темных участков, которые не имеют сезонных изменений цвета, напоминают области Земли, покрытые зимне-зелеными растениями. Климат на Красной планете суровее, чем на Земле. Поэтому для понимания особенностей марсианской растительности советские ученые начали изучать свойства растений, живущих высоко в горах и в субарктике.

Поскольку в то время о растительности на Марсе судили исключительно по ее оптическим свойствам, необходимо было такие же свойства изучить и у земных растений. Указанная задача как раз и явилась основным содержанием новой науки – астроботаники.

Разумеется, далеко не все ученые того времени разделяли подобные гипотезы о наличии растительности на Марсе. Помимо низких температур, указывали они, марсианская атмосфера практически лишена кислорода и отличается сильной сухостью.  На это возражение наши астроботаники отвечали конкретными фактами из жизни земных растений. Например, в Якутии – в районе Верхоянска и Оймякона – климат во многом напоминает марсианский. А между тем там живет порядка 200 видов растений. Резкие колебания суточных температур на Марсе сравнимы с колебаниями на Памире, где годовые колебания температуры на поверхности почвы достигают 102 градуса Цельсия, а суточные колебания доходят до 60 градусов. При этом там наблюдается чрезвычайная сухость воздуха. Однако эти крайности климата не являются препятствием для жизни и развития растений. К тому же на Марсе не везде наблюдаются такие температурные контрасты. В приполярных областях солнце не заходит в течение длительного периода, и в это время температура стабильно остается выше нуля.

А как должна выглядеть, с точки зрения астроботаники, растительная поверхность на Венере? Советские ученые исходили из того факта, что в условиях возрастания температуры воздуха у растений наблюдается так называемое самоизлучение. В данном случае речь идет об отражении растением красных и инфракрасных лучей. Растение при этом излучает те лучи, которые оно отражает. Указанное свойство будет придавать ему оранжевый или желтый цвет. Наблюдения, проведенные на Памире, подтвердили этот вывод. В горячих ручьях, где температура воды держится на отметке 70 градусов, водоросли имеют преимущественно ярко оранжевый цвет. Отсюда вытекают предположения относительно растительности Венеры. Ученые того времени считали, что температура поверхности на этой планете должны быть на уровне 80 градусов. Как мы сказали, некоторые виды водорослей вполне могут жить при такой температуре. Стало быть, растительность Венеры должна быть окрашена в оранжевые или желтые тона. И как было установлено в ходе многолетних наблюдений на Харьковской астрономической обсерватории, поверхность Венеры отражает преимущественно желтые и красные лучи.

Астроботаники обращали внимание на тот факт, что живые организмы могут обладать изумительной приспособляемостью к внешним условиям. Некоторые споры бактерий выживают даже при температуре 120 градусов. В сухой среде они способны выживать даже при температуре 140 градусов. Не менее выражена и приспосабливаемость к сильному холоду. Некоторые мхи, лишайники и водоросли помещались в жидкий воздух (температура – 190 градусов) на несколько недель, затем отогревали в горячей воде, после чего они оживали. Французский физик Беккерель оживлял такие лишайники после шести лет высушивания в пустоте! Некоторые виды грибов и бактерий живут без свободного кислорода. Водоросли и мхи могут размножаться в запаянной трубке за счет стерилизованных минеральных растворов, лишенных растворенного кислорода. Находясь в пустоте, ограниченной упругостью водяных паров, они вначале живут без воздуха, производя угольную кислоту. Затем, по мере восстановления фотосинтеза, они создают кислородную атмосферу. Беккерель полагал, что такие растения, будучи перенесенными на Марс, могли бы продолжать там свое существование.

Некоторые советские исследователи допускали существование жизни в условиях полного отсутствия готовых органических соединений – в чисто минеральной среде. Кроме того, разные формы жизни могут без всякого вреда существовать в самых разных химических средах. Так, бацилла борацикола может жить в насыщенном растворе борной кислоты. Также она выдерживает 10-процентный раствор серной кислоты. Иными словами, приспособляемость жизни кажется беспредельной. Вооруженные такими знаниями, советские астроботаники сделали предположение о существовании микроорганизмов в атмосфере… планет-гигантов! Можно допустить, считали они, что в процессе погружения в атмосферы этих планет температура повышается и на некоторой глубине становится несколько выше нуля. Поэтому там вполне могут существовать и размножаться бактерии.

Показательно, что, идя указанным путем и размышляя о возможных формах жизни, советская астроботаника быстро переросла в астробиологию, размышляющую о жизни на планетах вообще. Несмотря на то, что современные исследователи воздерживаются от таких смелых обобщений, обращение к идеям середины прошлого века способно воодушевить на поиски новое поколение молодых ученых.

Николай Нестеров

Нейробиолог кафедры физиологии НГУ, доцент Петр Меньшанов и его коллеги из Института цитологии и генетики СО РАН подтвердили опасность резких скачков атмосферного давления для живых существ. Работа опубликована в ведущем профильном международном журнале «Insects» .

В своих исследованиях ученые анализировали особенности репродуктивного потенциала, который у изучаемых экспериментальных животных по исходно неизвестным причинам оказался снижен в нескольких опытах. В поисках подавляющих плодовитость животных факторов исследователи проанализировали данные метеорологических наблюдений по таким ключевым параметрам погоды, как температура и влажность воздуха, атмосферное давление, скорость ветра и другим, которые доступны онлайн благодаря политике открытых данных Гидрометцентра.

Интересно, что новосибирские ученые смогли сделать свое открытие благодаря многомерному статистическому анализу методом главных компонент – одному из ключевых приемов датасайенс, который ранее помог Нобелевским лауреатам 2021 года по физике обнаружить закономерности долгосрочного формирования климата по всему земному шару.

Используя открытые данные о погоде в Новосибирске, ученые исключили риски негативного влияния на репродуктивные возможности таких стандартных изменений погоды как, например, обычные суточные колебания температуры. Однако резкое, менее чем за сутки, снижение атмосферного давления на 10 и более мм ртутного столба оказалось серьезным стрессогенным фактором, который был сопряжен с падением плодовитости у исследуемых животных. Подобной картины в экспериментах не наблюдали при резком повышении атмосферного давления, а также при значительных колебаниях остальных параметрам погоды.

Меньшанов объяснил причины наблюдаемых негативных эффектов: «На первый взгляд, даже такое резкое снижение атмосферного давления не должно давать эффекта гипоксии и связанного с ней стресса, от которого страдают живые существа и человек, – ведь это уменьшает доступность кислорода лишь на 2-3% по сравнению с обычными концентрациями этого газа в атмосфере при стандартных уровнях давления (740-760 мм рт столба). Однако подобный вывод корректен лишь для хорошо вентилируемых пространств, либо на открытом воздухе, где идет постоянная рециркуляция воздуха. Если же вы постоянно находитесь в закрытом, плохо проветриваемом помещении, в котором восстановления «сожженного» вашим телом кислорода не происходит, любое дополнительное снижение доступности кислорода будет критичным и давать различные побочные эффекты. В случае с экспериментальными животными – это падение плодовитости и числа потомков, а в случае с человеком – это страшные головные боли, мигрени, носовые кровотечения и даже растущие риски инсульта головного мозга».

Сотрудники лаборатории генетики стресса ИЦиГ СО РАН Наталья Адоньева и доктор наук Наталия Грунтенко отмечают, что использованные в работе животные – плодовые мушки обладают серьезной устойчивостью к гипоксии и оксидативному стрессу, и на них не так просто повлиять обычными факторами. Поэтому обнаруженные негативные последствия резкого падения атмосферного давления требуют дальнейшего пристального изучения эффектов этого достаточно частого метеорологического явления на здоровье людей.

Однако даже сейчас сделанное новосибирскими учеными открытие позволяет поставить вопрос о включении резкого снижения атмосферного давления в перечень потенциально опасных метеорологических явлений, о которых целесообразно сообщать населению для своевременной профилактики негативных последствий такого источника стресса для животных и человека. Грунтенко также отметила риски роста частоты подобных опасных для живых существ метеорологических событий в будущем, из-за индуцированных человеком антропогенных процессов, меняющих уровни атмосферного давления по всему земному шару.

Следует подчеркнуть, что обнаружение выявленных скрытых закономерностей в природе невозможно без использования специальных методов датасайенс, которым благодаря активной работе Международного математического центра обучают в Новосибирском госуниверситете.  В настоящее время ученые из Новосибирского Госуниверситета и ИЦиГ СО РАН продолжают исследовать последствия действия на организм человека и животных различных стрессогенных факторов, которые могут нести значительную угрозу для здоровья населения России.

Крупный коллектив ученых из разных стран, в состав которого вошли сибирские исследователи, проанализировал 271 геном древних лошадей. Оказалось, что предки современных домашних лошадей были доместицированы в Понтийско-Каспийской степи, а уже оттуда в конце III — начале II тысячелетия до н.э. распространились в другие регионы, вытеснив коней, одомашненных ранее (DOM1). Этому способствовало активное их использование в качестве упряжных и верховых животных. Статья об этом исследовании опубликована в журнале Nature.

Ученые из Университета Поля Сабатье (г. Тулуза, Франция) в рамках международного проекта «Pegasus» вместе с коллегами из 30 стран с помощью генетических и радиоуглеродных методов провели масштабное исследование происхождения современных домашних лошадей. Изучив образцы из всех предполагаемых центров одомашнивания, в том числе из Иберии, Анатолии, степей Западной Евразии и Средней Азии, ученые получили 264 древних генома этих животных. Также в исследование попали десять уже опубликованных современных последовательностей геномов и девять древних. Исследования были также поддержаны грантами Российского научного фонда (РНФ) и Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ).
Оказалось, что родиной предков практически всех современных домашних лошадей является Понтийско-Каспийская степь, которая простирается от Румынии до Урала. Эту линию лошадей ученые называют DOM2.

Идея о том, что степи Северного Причерноморья были плацдармом для формирования одомашненной лошади, высказывались учеными и раньше. Советская исследовательница В. И. Бибикова об этом написала еще в 1967 году. Считалось, что и лошадь Пржевальского могла быть в древности одомашнена, что, например, отражено в монографии этнографа С. В. Вайнштейна «Мир кочевников центра Азии». Но у этих предположений не было достаочного количества доказательств.

«Ценность статьи, опубликованной в журнале “Nature” заключается в консолидации результатов археологических, археозоологических и палеогенетических исследований. В этой работе принял участие коллектив российских и французских ученых в рамках выполнения проекта “Лошади и их значение в жизни древнего населения Алтая и сопредельных территорий: междисциплинарные исследования и реконструкции” (№19-59-15001), поддержанного РФФИ и фондом “Дом наук о человеке” Франции», — рассказывает заведующий кафедрой археологии, этнографии и музеологии Института истории и международных отношений Алтайского государственного университета доктор исторических наук, профессор Алексей Алексеевич Тишкин.

В процессе миграций людей в конце III — II тысячелетии до н.э. на запад и восток одомашненные лошади из Понтийско-Каспийской степи стали доминировать в хозяйстве животноводов различных областей. Попали они и на юг Западной Сибири. Вероятно, такое быстрое распространение по Евразии связано с тем, что люди стали использовать лошадей в качестве упряжных и верховых животных. На Урале и в Казахстане обнаружены захоронения эпохи бронзы, в которых четко моделируется колесница, запряженная лошадьми. Лошади DOM2 активно использовались при различных перемещениях, в хозяйственной и в военной деятельности.

«Генетические варианты, которые позволили линии DOM2 так быстро распространиться, ассоциированы с контролем тревоги и агрессии, а также — с отсутствием хронической боли в спине. Одомашненные лошади отличались более спокойным поведением и лучше приспособлены к верховой езде и к тягловым нагрузкам, чем их дикие предки», — отмечает младший научный сотрудник лаборатории цитогенетики животных Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН Мария Александровна Куслий.

Линия DOM2 вытеснила лошадей линии DOM1, которая ранее была одомашнена в северо-восточных областях Казахской степи (многочисленные их останки находят при раскопках памятников ботайской археологической культуры, существовавшей в период энеолита — 3700–3100 годы до нашей эры). По данным археологии и естественных наук, доместицированных лошадей DOM1 не использовали для верховой езды. Их содержали ради мяса и, по мнению некоторых исследований, для получения молочных продуктов.

Характерные для лошадей линии DOM1 генетические варианты (или мутации) можно найти сегодня у лошадей Пржевальского. «Предполагается, что в какой-то момент ботайские лошади смешались с дикими линиями, и это привело к появлению известного нам сегодня вида лошади Пржевальского. До сих пор нет однозначного ответа на вопрос, была ли лошадь Пржевальского когда-нибудь по-настоящему одомашненной», — рассказывает Мария Куслий.

По своей конституции ранние одомашненные лошади из памятников разных археологических культур мало отличались друг от друга и даже от диких лошадей. Однако следы использования лошадей в качестве верхового животного можно выявить по патологиям позвонков, а также по определенным отметинам на зубах (следы от удил).

«На территории юга Западной Сибири были обнаружены костные останки как лошадей DOM1 (генетический анализ показывает их сходство с лошадьми ботайской археологической культуры), так и лошадей DOM2, которые датируются довольно ранним временем (22–21 вв. до н.э.) и относятся к елунинской культуре. Возникает вопрос: как эти лошади DOM2 настолько быстро попали из Причерноморских степей в Обь-Иртышское междуречье? Такой процесс можно связать с различными миграциями, но детали нам пока неизвестны, — говорит Алексей Тишкин. — Остается и другой вопрос: куда делась лошадь DOM1? Одичала, была вытеснена на другую территорию или её истребили в ходе тотальной охоты? Я думаю, что этими и другими аналогичными проблемами ученые будут заниматься в ближайшее время».

Диана Хомякова

Научный сотрудник новосибирского Института физики полупроводников к.ф.-м.н. Надежда Александровна Небогатикова стала лауреатом конкурса молодых ученых―2021 по присуждению премий имени выдающихся ученых Сибирского отделения РАН. Надежда — обладательница награды имени Анатолия Васильевича Ржанова — за цикл работ «Создание функциональных слоев и структур для наноэлектроники на основе модифицированного графена и родственных ему материалов». А. В. Ржанов — известный ученый, первый директор, основатель ИФП СО РАН, НИИ сейчас носит его имя, поэтому получение такой премии специалистом Института особенно значимо.

Надежда Небогатикова поделилась опытом подготовки заявки, рассказала о том, что для победы нужна не только хорошая научная работа, но и определенное упорство.

«Я работала над заявкой около двух с половиной ― трех недель, занимаясь, конечно, не только ею, но и продолжая текущую деятельность. Начала заранее, потому что с датой дедлайна у меня совпадал отъезд на конференцию. На конкурс принимали серии статей (объединенные общей тематикой) или монографию, причем статьи должны были быть опубликованы не ранее 2019 года. Я составила список публикаций за требуемый период, и дальше из этого перечня, достаточно обширного (11 статей), уже выбирала», ― говорит победительница конкурса.

Процедура подачи заявки, по мнению Надежды, ― несложная: если оценивать по десятибалльной шкале ― 3-4 балла. В целом, процесс похож на оформление заявок на гранты, правительственные стипендии, с которым многие молодые ученые сталкиваются во время работы.

«В том, что касается содержательной части, я понимала, что писать нужно так, чтобы человек, который не встречался ранее с работами в этой области, понял суть исследования и оценил как используемые подходы, так и полученные результаты. У статей в моей заявке — широкий тематический охват. Речь в публикациях идет как о выращивании топологических изоляторов (на основе селенида висмута) на слоях графена, так и о создании тонких пленок частично фторированного графена. Последние облучались ионами высоких энергий и в них, за счет локального отжига, формировались квантовые точки.

Весь этот цикл исследований направлен на разработку новых материалов на основе графена и дальнейшую модификацию их свойств. Такие материалы могут быть полезны для перспективной электроники, например, гибкой, сверхлегкой, подходящей для элементов энергонезависимой памяти», ― объясняет лауреат.

Победа в конкурсе к Надежде пришла не сразу ― в прошлом году она тоже подавала заявку на премию. Именно в 2020 г., после длительного перерыва, Сибирское отделение РАН возобновило практику присуждения премий имени выдающихся сибирских ученых. На награды могут претендовать те исследователи, кому на момент окончания срока подачи заявки не исполнилось 35 лет.

«У меня уже был похожий опыт, когда мне не удавалось добиться положительного результата с первого захода, но настрой и тогда, и в этом случае одинаков: “Я не отступлю и попробую еще раз!”. Как видим ― работает. Если сравнивать заявки, то во второй я уделила больше внимания тому, чтобы показать, почему важны исследования по этой тематике, зачем по моей теме стоит работать, дополнительно постаралась усовершенствовать стиль изложения и расстановку акцентов, не перегружая текст терминами», ― добавляет исследовательница.

Участникам новых конкурсов Надежда советует проявить упорство: «Не стоит опускать руки, если не получилось победить с первой попытки, нужно быть готовым поработать несколько раз. Такой настрой оправдывает себя и в ежедневной научной деятельности. Что меня удивило — после объявления результатов конкурса, когда появились сообщения об этом в социальных сетях, многие коллеги, и, даже далекие от науки знакомые, радовались и очень тепло поздравляли меня с успехом. Было неожиданно и приятно получить столько поддержки с их стороны».

По данным Управления организации научных исследований СО РАН, в 2021 году на премию по физическим наукам поступило шесть заявок ― три от исследовательских организаций, три от вузов. Рассмотрение и экспертизу работ осуществляло бюро ученого совета СО РАН по физическим наукам и на основании результатов тайного голосования представляло к утверждению президиумом СО РАН одного претендента на премию, набравшего наибольшее число голосов среди всех именных номинаций в направлении науки.

Лауреатами премии по разным направлениям науки (математике и информатике, наукам о Земле, физическим, химическим, биологическим экономическим, гуманитарным, медицинским, сельскохозяйственным и другим наукам) в 2021 году стали десять молодых ученых. Размер премии — сто тысяч рублей, включая НДФЛ.

Пресс-служба ИФП СО РАН

Татьяна Шнайдер, младший научный сотрудник сектора геномных механизмов онтогенеза ИЦиГ, рассказала о своей исследовательской работе в институте, преподавании биологии в ФМШ, подготовке к публичным лекциям, а также о важности расставления приоритетов в жизни.

Мини-мозги – уникальная модель, позволяющая реконструировать ранние события нейрогенеза.

В лаборатории мы занимаемся ранним нейрогенезом человека (ранним развитием головного мозга): изучаем данный процесс при различных патологиях, в том числе при разных видах умственной отсталости. К умственной отсталости относится большая группа заболеваний, вызванные разными причинами, например, вредные привычки будущей мамы (курение, алкоголь), вирусные инфекции. Мы занимаемся изучением заболеваний, в основе которых лежат генетические нарушения.

Сейчас мы занимаемся изучением гена CNTN6. Мы изучаем, как мутации в нем приводят к каким-то поломкам в процессе развития головного мозга. Наш объект необычный - мини-мозги, поскольку изучать нейрогенез человека лучше всего на человеке (доступа к эмбриону человека ни у кого нет). Мы используем эту уникальную модель, которая позволяет реконструировать ранние события нейрогенеза с помощью маленького шарика, в котором можно увидеть все, что происходит в развивающемся головном мозге человека.

Зачем узнавать о зайчиках и лисичках?!

В школе я не очень сильно хотела заниматься биологией. Я в принципе не знала, какую профессию хочу выбрать. В 11 классе многие дети не знают, что они хотят. Многие родители им говорят: "Твоя задача обязательно поступить. Не поступишь - все будет очень плохо". Мне всегда нравилась биология кроме начальной школы. В начальной школе я ее не любила, мне было неинтересно. Зачем узнавать о зайчиках и лисичках?!

В средней школе у меня была другая учительница, которая смогла замотивировать! Со временем ты понимаешь, что на биологии рассказывают про тебя, а не про кого-то абстрактного. Мне кажется, это самая сакральная мысль, которая ко мне пришла в школе.

У меня был страх не поступить в вуз, поэтому я подала документы везде, начиная со строительства дорог, банковского дела, и заканчивая биологией. Родители сказали: "Тань, давай! Надо, чтобы было по душе!" И так со мной случилась биология. Но, даже поступив в университет, я слабо представляла то, чем занимаются в науке. Наверное, только придя в лабораторию, ты начинаешь понимать в чем заключается работа ученого.

Биология - не абстрактная наука, ты узнаешь здесь про себя.

Сейчас, помимо исследовательской деятельности, я преподаю биологию в физмат школе. Моим физматшкольникам я говорю, что каждый школьник должен выходить с урока биологии с практическими знаниями. Например, в школьной программе, есть тема посвященная размножению. Мы детально разбираем как происходит процесс образования гамет: сперматозоидов и яйцеклеток. Когда я произношу эти слова в первый раз, некоторые начинают хихикать. Со временем они к этому спокойно начинают относиться и понимать, это не что-то запретное, это нормальные слова и явления, которые имеют отношение к ним самим. В рамках школьной программы я стараюсь поделиться важной практической информацией в её рамках.

Например: почему нужно зимой носить теплые штаны, несмотря на то, что они неудобные и жмут? Первопричина не в том, что мама будет ругаться. Я рассказываю ученикам, что у мальчиков есть сперматогенез и он идет всю жизнь. У девочек оогенез происходит определенный промежуток времени, и ресурс яйцеклеток ограничен. Очень важно не простужаться, а для этого просто необходимо одеваться теплее. В первую очередь это забота о своем здоровье и будущем.

Период пандемии был для нас испытанием. Я думаю, что многие за это время заметили: базовых биологических знаний людям очень не хватает. Отчасти поэтому среди нас появляются, например, антивакцинаторы. Но если ещё в школе разговаривать на такие темы, объяснять механизм действия вакцин, мне кажется, меньше людей во взрослом возрасте будет думать о вакцинации как о «чипировании». И тем самым удастся спасти гораздо большее количество людей.

На мой взгляд, сейчас главная проблема в том, что существует очень много разной информации, которую очень легко получить: ты заходишь в тот же инстаграм и начинается... Самое ужасное – некоторые люди говорят антинаучные утверждения и никто не несет за это ответственность! У человека могут быть разные регалии: он доктор каких-то наук, кто-нибудь еще, но при этом он антипрививочник и начинает убеждать: «Нас всех хотят обдурить!». Обыватель не видит разницы: он же доктор, значит говорит правду. Один говорит, что надо ставить, другой говорит, что не надо. Я понимаю, что в такой ситуации людям очень сложно определиться. Но если были бы у всех нас были базовые биологические знания, то они, возможно, они бы помогли определить, кто простой шарлатан, а кто говорит разумные вещи. Мне кажется, это важно. И я очень стараюсь, чтобы у детей по окончанию курса было понимание того, что биология – это не про пестики и тычинки, а конкретно про каждого из них и эти знания им действительно могут пригодиться.

Расставление приоритетов и важность коммуникации

Я окончила обычную сельскую школу и в наше время у нас не было никакой проектной деятельности. Сейчас у школьников появляются такие возможности, и человек к 11 классу примерно представляет, нравится ему исследовательская деятельность или нет. Важно пробовать, по возможности приходить в лаборатории и получать минимальный опыт научной деятельности.

В самом начале, когда я сама была студенткой, мне жутко нравилась работа в лаборатории. Я могла работать без выходных и отпуска. "Ну, выходной, а что мне делать?! Пойду, поработаю". Этот период времени я работала на чистом энтузиазме. Когда появилась семья, я начала безумно ценить время, которое могу проводить со своим мужем. И мне кажется, сейчас в моей жизни приоритеты расставлены правильно. Работа никуда не убежит и её всегда очень много. Сейчас с опытом, с возрастом я начала ценить свое личное время. И могу сказать, что я счастлива в своей профессии.

Важно также понимать, что ученый - профессия, где невозможно работать в одиночестве, нужно уметь договариваться с людьми. Закостенелым интровертам будет сложно. Так бывает, что человек талантлив в своей области, но он работает один. Вначале я тоже так работала, но в конечном итоге поняла, что это невозможно. В современном мире очень важна коммуникация, поэтому нужно совершенствовать навыки, которые в этом помогают.

Я не из тех людей, кто может выступить экспромтом

Иногда институт просит меня выступить с лекцией на тему моих исследований. Мне требуется очень много времени, чтобы подготовить одну лекцию от начала и до конца, чтобы она была проработанной, в тайминги укладывалась, чтобы она была интересна... Я не из тех людей, кто может выступить экспромтом. То, как я готовилась к TEDx, знает только мой муж и подруга-коллега, поскольку они были невольными участниками этой подготовки. Я репетировала каждый день текст, не говоря про структуру доклада, которую все время хотелось поменять. Каждый день по несколько часов - это было очень тяжело. И это для выступления продолжительностью всего 15 минут!

Многие считают, что в продолжительных лекциях можно использовать относительно свободный стиль изложения. Я не являюсь сторонником этого мнения и подхода, потому что зачастую за таким «свободным стилем» маскируется отсутствие подготовки. Конечно, проще рассказать просто интересные факты, между собой логически не связанные, но для меня, как для слушателя, это тяжело. В этом смысле, я очень придирчивый слушатель: мне нужно, чтобы было все четко и понятно. Для меня важна структурированность, в противном случае информация плохо усваивается.

У меня есть две лекции, с которыми я чаще всего выступаю. Я даже могу сказать, что я их знаю наизусть, но всегда накануне я обязательно репетирую. Вспоминаю переходы: почему я сначала говорила об этом, почему я перешла к этому и т.д. Я каждый раз волнуюсь, вне зависимости от того, кто мой слушатель.

Записала Анна Ненашева

В преддверии ноябрьского климатического саммита в Глазго, от которого ждут каких-то новых кардинальных решений, в научной среде активно «разгоняется» тема форсированного отказа от ископаемого топлива. Весьма показательно на этот счет недавнее исследование группы британских ученых, опубликованное  на сайте Nature в сентябре этого года. Данная публикация уже обратила на себя внимание со стороны ведущих зарубежных СМИ. Поэтому мы не могли обойти ее стороной, тем более что выводы, к которым приходят авторы исследования, напрямую затрагивают интересы нашей страны, прежде всего – интересы сибирских регионов. Нельзя исключать того, что мы имеем дело с реальной информационной подготовкой к саммиту, где мировой общественности попытаются навязать более радикальный сценарий развития, способный не самым лучшим образом отразиться на экономиках большинства стран.

Исходный посыл авторов прост и до боли нам знаком: какие шаги должно предпринять человечество, чтобы рост глобальной температуры не превысил полтора градуса Цельсия (по сравнению с доиндустриальными временами)? Казалось бы, мировое сообщество определилось с этим вопросом еще в 2015 году на Парижском саммите, сформулировав обязательства по снижению выбросов парниковых газов.  Тем не менее, - констатируют авторы исследования, -  ископаемые виды топлива продолжают доминировать в мировой энергетической системе, обеспечивая более 80% спроса на первичную энергию. Поэтому в нынешних условиях ничего другого не остается, как резко сократить их использование. Только таким путем мы сможем избежать превышения критической отметки в полтора градуса.  

Для реализации указанной цели, считают авторы, необходимо направить вспять темпы роста потребления ископаемого топлива. Ученых обнадеживает то обстоятельство, что мировая добыча угля достигла своего пика еще в 2013 году, и, по всей видимости, пару лет назад то же самое произошло и с добычей нефти. По их оценкам, мировая добыча нефти и газа должна снижаться на три процента в год вплоть до 2050 года. Отсюда следует, что большинство регионов мира обязаны достигнуть пика добычи уже сейчас или (самое позднее) в текущем десятилетии. То есть ни о каком увеличении спроса на традиционные энергоносители не должно быть и речи. Поэтому инвесторов, вкладывающих деньги в традиционную энергетику, на этом пути может поджидать неудача. Ввиду планомерного снижения спроса на ископаемое топливо, многие запланированные проекты в этой сфере деятельности окажутся «нежизнеспособными» (unviable).

По мнению исследователей, выход добычи ископаемого топлива на плато и последующий спад будут означать, что значительные объемы его запасов окажутся не извлеченными. Авторы исследования открытым текстом заявляют о том, что ископаемому топливу лучше остаться в недрах Земли. Согласно расчетам, почти 60 процентов разведанных запасов нефти и природного газа, а также 90 процентов запасов угля не должны выйти на поверхность. Однако для достижения указанных показателей необходимо проводить ответственную политику. Исследователи сетуют на то, что до сих пор наблюдается разрыв между экономическими программами разных стран и инвестиционными проектами компаний, с одной стороны, и необходимостью реализации климатической политики – с другой.

Как отмечают авторы, на основании ряда исследований удалось установить, как использование ископаемого топлива вписывается в рамки заявленных целевых показателей по глобальной температуре. Так, согласно расчетам МГЭИК, рост глобальной температуры на упомянутые полтора градуса Цельсия будет означать потребление угля не выше семи процентов от общего потребления первичной энергии в 2050 году. Для нефти данный показатель (в сравнении с уровнем 2020 года) составит не более 77 процентов, для природного газа – не более 62 процентов.

Несмотря на это, исследователи отмечают сильную инерцию в вопросах потребления ископаемого топлива, что способно привести к превышению утвержденных целевых показателей по климату. Поэтому в целом реальные масштабы отказа от традиционных энергоносителей всё ещё представляются неопределенными. Причем, использование систем улавливания СО2, по мнению авторов, только усложняет картину.

По большому счету, авторы исследования попытались распутать этот клубок, определив критические объемы «не извлекаемого» ископаемого топлива. То есть, чтобы согласовать текущую и последующую добычу, имеет смысл определиться с тем, на каких извлеченных объемах необходимо будет остановиться. Образно говоря, они решили «зреть в корень». Как было сказано выше, до 2050 года почти 60 процентов нефти и газа должны остаться в недрах. То же самое касается почти 90 процентов угля. Речь, в общем-то, идет об очень высокой доле запасов, извлечение которых без привязки к климатическим целям всё еще считается экономически выгодным. Однако глобальный энергетический переход, определяемый климатической политикой, создает принципиально иную экономическую ситуацию, когда разработка недр перестанет быть важнейшей статьей дохода.

Как отмечают исследователи, конкретные доли «не извлекаемого» ископаемого топлива будут сильно разниться в зависимости от региона добычи. Скажем, для России и стран Ближнего Востока доля «не извлекаемой» нефти и газа будет близка к среднемировой. В Канаде она составит более 80 процентов. В странах бывшего СССР этот показатель не превысит 38 процентов. Также важно отметить, что после 2050 года большая часть добытых углеводородов будет использоваться в качестве негорючего сырья. При этом вытеснение пластмасс другими, более экологическими материалами, посодействует сокращению и этих объемов. Что касается угля, то здесь региональные различия будут выражены не столько резко, как в случае с нефтью и газом.

Важный практический вывод, который следует из данного исследования, касается радикального пересмотра государственной экономической политики. Авторы исследования прямо заявляют, что правительствам, привыкшим получать прямую выгоду из разработки недр, следует проявить инициативу в вопросах перестройки своих экономик. Возможно, им придется действовать в союзе с бывшими потребителями ископаемого топлива. При этом, каким бы мрачным ни казался предложенный сценарий развития, необходимо пересмотреть свои оценки в отношении новых требований и принять во внимание, что отказ от привычного уклада должен произойти еще быстрее, чем считалось ранее.

То есть никакой раскачки авторы исследования не допускают в принципе. По их мнению, в предложенном ими сценарии заложена 50-процентная вероятность ограничения потепления до упомянутого критического уровня (1,5 градуса Цельсия). Здесь приходится учитывать неопределенность, связанную с обратными связями в климатической системе Земли. Поэтому, чтобы быть уверенными в стабилизации температуры, необходимо добиться того, чтобы углерода осталось в земле как можно больше.

Важно подчеркнуть, что данное исследование прямо адресовано политическим деятелям. Как мы сказали, авторы открыто ратуют за национальную политику, направленную на неуклонное сокращение добычи ископаемого топлива. Исследователи выражают надежду, что их суровые оценки смогут вдохновить политиков к принятию более быстрых изменений, способствующих преодолению нашей зависимости от ископаемого топлива. Какой окажется ответная реакция политиков на такой «призыв» от лица науки, сказать пока сложно. В любом случае, если данное исследование так или иначе отражает особенности «обновленной» климатической повестки, не остается никаких сомнений в том, что предстоящий саммит в Глазго будет весьма «горячим».

Константин Шабанов

Ученые Института катализа СО РАН при поддержке Российского научного фонда изучают, как с помощью расслоения твердых растворов создавать эффективные катализаторы для окисления монооксида углерода и углеводородов. Такие системы могут стать более активными и дешевыми по сравнению с традиционными экологическими катализаторами на основе драгоценных металлов.

Стандартные катализаторы для окисления монооксида углерода и углеводородов, которые используются в автопроме, на ТЭЦ и промышленных предприятиях, изготавливаются на основе драгоценных металлов. Но такие соединения дорогие и не всегда обладают необходимой стабильностью и устойчивостью к компонентам вредных выбросов.
Твердые растворы — это тип кристаллических твердых веществ, где атомы разных химических элементов располагаются в одной кристаллической решетке в строгом порядке. Эти системы входят в состав сплавов, где может быть несколько видов твердых растворов и отдельные кристаллы химических соединений.

«Мы планируем разрабатывать катализаторы на основе переходных металлов, в том числе марганец-содержащих оксидов. Идея исследования заключается в том, чтобы создать катализатор на основе расслоенного твердого раствора — системы со строгим расположением атомов, где одни элементы можно заменять другими. В оксидную матрицу мы добавляем марганец, церий и кислород. Затем под действием различных условий через стадию активации мы пытаемся вытащить марганец на поверхность, в результате чего на поверхности родительской фазы образуются наночастицы оксида марганца. Мы предполагаем, что системы на основе расслоенного раствора будут иметь более высокую активность по сравнению с традиционными катализаторами», — рассказала руководитель проекта, старший научный сотрудник Института катализа СО РАН, кандидат химических наук Ольга Булавченко.

Обычное нанесение наночастиц марганца на матрицу имеет ограничения. «Оксиды марганца при температурной обработке спекаются. Если марганец выходит из объема твердого раствора, то он закрепляется вместе с ним — таким образом обеспечивается маленький размер частиц без спекания, то есть частицы не передвигаются свободно по поверхности и не агломерируются», — пояснила ученый.

По словам Булавченко, синтез и исследование твердых растворов — актуальная тема в мировой научной литературе, но в Институте катализа СО РАН решили пойти от обратного. Ученые исследовали расслоенный твердый раствор и после циклов восстановления-окисления заметили, что каталитическая активность соединения возросла.

Изучать расслоенные растворы с замененными в них катионами ученые будут с помощью метода дифракции в режиме in situ, который позволяет следить за изменениями в структуре катализатора непосредственно в условиях каталитической реакции и активации, в том числе наблюдать за расслоением твердого раствора в режиме реального времени.

Анастасия Аникина, пресс-служба Института катализа СО РАН

В современной науке доминирует «коллективный научный гений». К такому выводу пришли ученые из ТюмГУ, изучив индивидуальные и коллективные стратегии научно-исследовательской деятельности сотрудников региональных и столичных вузов (Томска, Тюмени, Москвы и Санкт-Петербурга). Результаты работы опубликованы в журнале «Социология науки и технологий».

«Сегодня практически не встречаются исследователи, работающие в одиночку, а если они и существуют, то не обособленно, а будучи включенными в научные группы. Интернет позволяет присоединиться к коллективному гению за пределами организации или города. Дистанционное творчество — в том числе научное — зарекомендовало себя в период пандемии коронавирусной инфекции и вызванной ею самоизоляции мирового населения. Этому способствует и перемещение фокуса внимания на междисциплинарность, — сообщила доцент ТюмГУ Галина Ефимова. — Научное сотрудничество может принимать разные формы в зависимости от сферы наук, расстояния между сотрудниками и традиций».

Среди преимуществ коллективной работы респонденты чаще всего называли значимость коммуникации в коллективе, объединение специалистов с уникальными компетенциями и разделение труда, позволяющее получить быстрый и качественный результат за счет синергетического взаимодействия участников, экономия времени и ресурсов. В числе недостатков — трудности определения личного вклада, сложности взаимодействия в команде и необходимость поддерживать мотивацию работников, а также длительное принятие решений. Среди коллективистски настроенных информантов социологи выделили три группы исследователей: коллективисты по инерции, прирожденные и вынужденные коллективисты.

«Сделаем поправку на сферы наук. Преимущественно в гуманитарных направлениях эффективность сохраняет индивидуальный научный поиск и персональное научное творчество», — подчеркнула Галина Ефимова.

Любопытно, что сотрудники региональных университетов чаще, чем их коллеги из столичных вузов, видели причину вынужденного индивидуализма в отсутствии единомышленников в регионе или стране. Они обозначили затруднения в поиске единомышленников из числа зарубежных коллег, в том числе вызванные их низкими языковыми компетенциями.

«Не считаю себя индивидуалистом, жизнь заставила: мне не с кем состыковаться в науке. На международном уровне есть люди, с кем можно научные исследования проводить, но установить контакты не получилось из-за объективных причин: незнание языка», — признался один из профессоров. Исследование показало, что выраженной индивидуалистской стратегии придерживаются не более десятой части информантов.

Во время интервью информанты упоминали конкретные научные отрасли, в которых, по их мнению, преобладает персональное научное творчество. «Специфика зоологических, энтомологических исследований предполагает индивидуальную работу. В коллективе здесь нечего делать», — сказал проректор по науке. «В исторических науках людей знают не по большим проектам, а по их индивидуальным достижениям», — призналась профессор. «В XXI веке не представляю ученых-индивидуалистов за исключением философов, которые все из головы берут и анализируют. В естественных науках ученый-индивидуалист не выживет, в лучшем случае, он будет в роли исполнителя, лаборанта, инженера», — сообщила доктор философских наук.

По мнению социологов, внимание к существующим преимуществам и недостаткам коллективной научной работы в вузах при принятии кадровых решений позволит оптимизировать эффективность работы исследователей.

Ученые «Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН» Федерального исследовательского центра Института цитологии и генетики СО РАН (ФИЦ ИЦиГ СО РАН) и установили, что в результате воздействия терагерцового излучения на бактерии E.coli происходит изменение активности целых систем генов, которые связаны с агрегацией клеток, клеточной подвижностью, подавляется деление клеток, по-другому ведут себя клеточные мембраны. Эксперименты проводились на Новосибирском лазере на свободных электронах (ЛСЭ) Сибирского центра синхротронного и терагецового излучения (СЦСТИ) Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Результаты опубликованы в высокорейтинговом журнале Scientific Reports.

Генерация и применение электромагнитного излучения ТГц диапазона частот стало быстро развиваться с конца прошлого века. Однако исследования его влияния на биологические объекты составляют малую часть от общего числа научных работ в этой области. Между тем, ТГц излучение от естественных источников почти полностью поглощается атмосферой, и эволюция организмов в биосфере Земли происходила при почти полном отсутствии воздействия этого типа излучения.

Поэтому именно генетические и другие биологические исследования оказываются важными для адекватной оценки биобезопасности технологий, основанных на терагерцовом излучении. Дать ответ на этот вопрос невозможно без знания характера и параметров его воздействия на живые организмы на самых разных уровнях, включая генетический.

Именно такую работу проводит коллектив ученых ФИЦ ИЦиГ СО РАН и ИЯФ СО РАН, подвергая живые системы различного уровня организации воздействию мощного терагерцового излучения с помощью уникальной научной установки «Новосибирский лазер на свободных электронах», а потом оценивая – какие изменения это вызвало в системах, контролируемых геномом.

В новом исследовании, результаты которого опубликованы в Nature Scientific Reports, изучались последствия воздействия электромагнитных волн ТГц диапазона на бактерии E. coli на молекулярно-генетическом и клеточном уровнях.

«В результате воздействия излучения целый ряд значимых для жизнедеятельности клеток процессов начинает протекать иначе. В своей работе мы показали, что происходит изменение активности целых систем генов, которые связаны с агрегацией клеток, клеточной подвижностью, подавляют деление клеток, по-другому ведут себя клеточные мембраны», – рассказал главный научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Сергей Пельтек.

Эксперименты на пользовательской станции ЛСЭ длились около года и включали в себя несколько сеансов облучения клеток по 15 минут. «Для проведения биологических исследований c использованием терагерцового излучения лазера на свободных электронах оборудована специальная экспериментальная станция, которая позволяет проводить работы с живыми объектами, - рассказывает координатор работ пользователей Новосибирского ЛСЭ, старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Василий Попик.

- Оборудование рабочей станции позволяет регулировать и контролировать интенсивность, и равномерность облучения биологических образцов, а также их температуру - с точностью до нескольких сотых градуса. Все это обеспечивает повторяемость экспериментов с живыми объектами. Сотрудничество с Институтом цитологии и генетики СО РАН продолжается уже более 15 лет, и помимо E. coli, с помощью Новосибирского ЛСЭ изучаются и другие биологические объекты».

Новосибирский ЛСЭ – уникальная научная установка (УНУ), построенная на базе специального ускорителя-рекуператора. Лазер терагерцового диапазона – один из трёх ЛСЭ, входящих в состав УНУ. Его запуск состоялся ещё в 2003 году. Этот ЛСЭ использует электроны с энергией 12 МэВ и даёт излучение с длиной волны, плавно перестраиваемой в диапазоне от 90 до 340 микрон, и средней мощностью до 0,5 кВт, что является мировым рекордом средней мощности монохроматического излучения в этом диапазоне. Второй лазер, запущенный в 2009 году, использует электронные пучки с энергией 22 МэВ, а его излучение находится уже в инфракрасном диапазоне (длины волн от 35 до 80 микрон). Третий лазер, запущенный в 2015 году, работает на энергии 42 МэВ в диапазоне от 5 до 15 мкм. Излучение всех лазеров выводится в один оптический канал - это дает возможность использовать его на одних и тех же станциях, однако наибольшей популярностью в настоящее время пользуется именно терагерцовый лазер. Каждый из трех лазеров позволяет менять длину волны и мощность излучения, в зависимости от пожелания пользователей - химиков, физиков и биологов.

Работа поддержана «Курчатовским геномным центром ИЦиГ СО РАН» (№ 075-15-2019-1662) и проектом Министерства науки и высшего образования № 0259-2021-0010.

Пресс-служба ИЦиГ СО РАН

Пресс-служба ИЯФ СО РАН

Группа исследователей, в состав которой вошли преподаватели Факультета естественных наук Новосибирского государственного университета и работники Института цитологии и генетики СО РАН, разработала новый статистический метод картирования генов – анализ ассоциаций на генном уровне с использованием процедуры полигенного прунинга (polygene pruning). Эта процедура представляет собой исключение из анализа полиморфизмов внутри генов, сцепленных со значимо ассоциированными регионами вне генов.

"Все существующие методы анализа ассоциаций на генном уровне имеют один главный недостаток – сильную зависимость результатов ассоциаций от наведенных эффектов, когда статистически высокая ассоциация гена с признаком по факту объясняется находящимися рядом с геном полиморфизмами, демонстрирующими высокие сигналы ассоциации. Возникает большая погрешность. В этом плане прунинг – краеугольный камень, поскольку убирает наведенные ассоциации. В результате мы получаем чистый, рафинированный список генов, ассоциированных с тем или иным признаком".

Впервые метод был применен в исследовании генов риска, связанных с уровнем нейротизма. Ученые провели многоступенчатый анализ данных британского биобанка (UK Biobank data) с применением полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) и сузили сформулированный в 2018 году перечень генов с 432 до 190, при этом 38 генов ранее ни в каких исследованиях не фигурировали и являются совершенно новыми. Полигенный прунинг позволил снизить влияние сильных ассоциативных сигналов извне и тем самым повысить качество полученных данных. Биоинформатический анализ показал, что гены из нового списка являются более адекватными генами-кандидатами нейротизма, чем гены, не прошедшие процедуру прунинга.

Второе исследование, в котором ученые использовали полигенный прунинг, коснулось генетически обусловленных заболеваний сердечно-сосудистой системы. Полный текст статьи скоро будет опубликован в журнале Clinical Genetics.

— С нейротизмом мы работаем уже давно. Фундаментальная ценность уже опубликованной статьи заключается в том, что мы предоставляем научной общественности новый качественный список генов, ассоциированных с признаком. Мы хотим, чтобы исследователи далее использовали его в работе для валидации и различных экспериментов. А также мы предоставляем новую методологию, которая позволяет грамотно анализировать уже существующие данные, – комментирует Яков Цепилов.