Игра российских "тронов"

Судьба СКИФ под угрозой со стороны проекта Курчатовского института, считают академики Сибирского отделения РАН. На прошлой неделе общее его собрание выразило свою озабоченность в специальной резолюции. В чем именно эксперты и новосибирские ученые видят риски для megascience-установки, для кого и для чего она предназначена, а также кто и как собирается ее строить — в материале Indicator.Ru.

Источник синхротронного излучения четвертого поколения «СКИФ» («Сибирский кольцевой источник фотонов») — одна из megascience-установок, которые в России планируется создать в ходе нацпроекта «Наука». Он должен быть построен в Новосибирской области к 2024 году как крупный центр коллективного пользования, где исследования под синхротронным излучением будут проводить биологи, химики, геологи, физики, материаловеды.

Синхротронное излучение в устройствах, подобных проектируемому СКИФ, вызывается движением заряженных частиц с релятивистскими (околосветовыми) скоростями по искривленным магнитным полем траекториям. Наиболее важная для исследований в разных дисциплинах составляющая в спектре синхротронного излучения испускается в рентгеновском диапазоне. Это рентгеновское излучение на много порядков — в триллионы раз — ярче, чем то, которое можно получить с помощью традиционной рентгеновской трубки. Синхротронное излучение используют для детального изучения вещества, вплоть до атомарной структуры, в биологических тканях, геологических породах, новых материалах, археологических артефактах и так далее.

Сейчас в России действует всего два центра синхротронного излучения: в национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» и в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. Но эти установки устарели по ряду важных параметров. Ключевой среди них — эмиттанс, который характеризует занимаемый пучком заряженных частиц объем фазового пространства. Чем ниже этот показатель, тем ярче пучок частиц. Он становится узконаправленным, так что можно изучать образцы в более высоком разрешении и за короткое время. В частности, это создает возможности для исследования быстропротекающих процессов. Специализированную станцию для этих задач предполагается создать на СКИФ. Его запланированный эмиттанс — не более 75 пикометров (одной триллионной метра)/радиан. К примеру, у источника, действующего в Курчатовском институте, эмиттанс выше более чем в тысячу раз — 98 нанометров (одна миллиардная доля метра)/радиан. Это выводит будущий новосибирский источник в число синхротронов четвертого поколения.

Профессор Института лазерных и плазменных технологий МИФИ Алексей Менушенков уверен, что СКИФ будет реальным конкурентом европейским источникам синхротронного излучения, в том числе шведскому источнику четвертого поколения MAX-IV. Это гарантирует его востребованность по крайней мере для ученых СО РАН и других научных организаций Сибири: «Для сибирского региона эта машина решает все проблемы. В то же время для европейской части РФ, включая Москву и Петербург, исследователям дешевле долететь до Европы. Но при налаженной инфраструктуре это не будет решающим препятствием для проведения экспериментов».

Другой профессор МИФИ, научный сотрудник исследовательского центра «Немецкий электронный синхротрон» (DESY) Иван Вартанянц считает, что для выводов о востребованности комплекса пока слишком мало информации: «Многое будет зависеть от того, какие экспериментальные станции, под какие задачи и какого уровня будут построены. И тут, к сожалению, много вопросов, так как такое масштабное строительство не происходит без международного совета наблюдателей, которого пока (у СКИФ, — прим. Indicator.Ru) нет».

Согласно опубликованному в конце июля указу президента «О мерах по развитию синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры в Российской Федерации», источник синхротронного излучения поколения 4+ должен быть создан в Новосибирской области к 2024 году. Помощник директора ИЯФ СО РАН по перспективным проектам и руководитель проектного офиса СКИФ Яков Ракшун называет этот срок ограниченным, но реализуемым. «У наиболее близких (по характеристикам, — прим. Indicator.Ru) зарубежных источников MAX-IV (Швеция) и Sirius (Бразилия) фаза строительства заняла 54 и 46 месяцев, соответственно, то есть 4–4,5 года. При этом стройку синхротрона Sirius останавливали из-за неопределенности бюджета», — рассказывает специалист. Он отмечает, что у проектного офиса есть идеи, как уложиться в срок, оптимизировав последовательность этапов строительства, заранее закупая материалы, производя элементы будущей конструкции как можно ближе к площадке строительства в Новосибирской области. Кроме того, у ИЯФ есть готовые проектные решения, испытанные при строительстве зарубежных источников, которые можно применить и в создании СКИФа.

Однако риск срыва сроков, по мнению новосибирских ученых, все же существует. В публичное пространство первые опасения проникли в конце августа, когда стало известно, что первые 500 млн рублей на создание установки так и не дошли до Новосибирска. Общая стоимость создания СКИФа предварительно оценивается в 37,1 млрд рублей. Строительство планируется начать в 2021 году, а до этого в 2019 и в 2020 году участники проекта должны ежегодно получать из федерального бюджета по полмиллиарда. Однако в 2019 году средства еще не поступали. В Минобрнауки называют задержку финансирования «технической» и уверяют, что она не скажется на сроках реализации проекта.

«Финансирование должно поступить после выхода постановления правительства о федеральной адресной инвестиционной программе», — поясняет Ракшун. Необходимые для этого материалы были направлены в минэкономразвития и минфин, как указано на сайте проекта, еще 6 мая. По словам Ракшуна, задание на проектирование, технико-ценовой аудит проекта и другие важные документы уже согласованы всеми министерствами, но постановление еще не вышло. До сих пор все работы — разработку концептуального проекта инженерно-строительной инфраструктуры СКИФа, технико-ценовой аудит проекта — оплачивали Институт катализа СО РАН (он выполняет функции заказчика проекта) и ИЯФ из своих внебюджетных средств. Точных сумм Ракшун не назвал, но отметил, что речь идет о миллионах рублей.

Руководитель проектного офиса подчеркивает, что новосибирские институты — далеко не единственные организации, вовлеченные в создание СКИФ. Уже более полутора лет над проектом работают научные лаборатории и группы во многих вузах и институтах, например Балтийский федеральный университет им. И. Канта разрабатывает рентгеновскую оптику на средства федеральной целевой программы (выделено более 100 млн руб.), Новосибирский государственный университет открыл программы подготовки специалистов в области синхротронных исследований и т. д. Чтобы сроки не сорвались и подготовленные специально для СКИФ молодые специалисты получили работу в России, необходимо начать инженерные изыскания на выделенном под строительство земельном участке уже в этом году, до того, как установится снежный покров. «Наши люди готовы работать и в непогоду», — сообщил Ракшун. Но платить из своих средств за эти изыскания институты СО РАН, похоже, уже не собираются. Тем более что наряду с задержкой финансирования судьбе СКИФа угрожает, как считают академики Сибирского отделения, еще и альтернативный проект от Курчатовского института, который назначен головной организацией всей федеральной программы развития синхротронных и нейтронных исследований.

Существование такого проекта при отсутствии о нем официальной информации упоминается в резолюции, принятой общим собранием СО РАН. Оперативный комментарий НИЦ о существовании такого проекта Indicator.Ru получить не удалось. Как рассказал Яков Ракшун, на научных мероприятиях обсуждались планы Курчатовского института по созданию источника синхротронного излучения с энергией 6 ГэВ — в два раза больше, чем по проекту СКИФ. Но сам проект научному сообществу представлен не был, и, по мнению Ракшуна, эту идею нельзя считать полноценной альтернативой СКИФ: «Над проектом ЦКП "СКИФ" — источника синхротронного излучения поколения 4+ с энергией 3 ГэВ — около двух лет работает не одна сотня специалистов из научных институтов и вузов. Концепция и физические параметры нашего источника синхротронного излучения оптимальны для методов исследований и научных задач, которые будут решаться с помощью этого уникального для страны инструмента».

Ученые СО РАН и других организаций, вовлеченных в проект СКИФ, отвергают идею строительства синхротрона с более высокой энергией по трем основным причинам. Во-первых, разработанный в Новосибирске проект уже готов к реализации, а резкое изменение плана с трех на шесть ГэВ потребует времени на проектирование, причем и стоимость, и сроки строительства вырастут. Если СКИФ можно построить к 2024 году, сооружение синхротронного источника с энергией в 6 ГэВ потребует от шести лет. Бюджет такого проекта тоже будет как минимум вдвое больше. «Логика очень проста: стоимость строительства ускорительного комплекса приблизительно пропорциональна периметру установки», — поясняет Ракшун. «В случае ЦКП "СКИФ" с энергией 3 ГэВ для достижения минимального эмиттанса достаточно периметра в 476 м, тогда как машине Курчатовского института с энергией 6 ГэВ для выхода на аналогичные параметры потребуется, согласно опубликованным расчетам, периметр в диапазоне 1100–2200 м. Аналогично, ежегодные эксплуатационные расходы на источник 6 ГэВ выше». Во-вторых, как считают в Новосибирске, увеличение энергии не даст никаких значимых преимуществ, большинство исследователей работают с излучением, которое можно получить на энергии 3 ГэВ. И в-третьих, то, что судьба сибирского синхротрона может быть спланирована без участия сибирских ученых, особенно возмущает академиков. По их мнению, специалистов из Сибири недостаточно привлекают к разработке проекта Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019–2027 годы. «Это подрывает основы региональной политики РФ, нарушает принципы связанности и ставит под угрозу научно-технологическое развитие Сибирского региона и России в целом», — цитирует текст резолюции общего собрания СО РАН «Наука в Сибири».

Вице-президент РАН Алексей Хохлов также считает, что синхротрон в Новосибирской области должен строиться по сибирскому проекту. Эксперты, с которыми Indicator.Ru обсуждал этот вопрос, уверены, что противоречие между проектами с разными характеристиками лежит не в научной, а в политической плоскости. «Какое политическое решение будет принято, то и надо будет реализовывать. Опять же, принятию политического решения могла бы помочь независимая международная экспертиза», — отмечает Вартанянц.

Как рассказал Ракшун, общее собрание СО РАН уже направило в РАН свои предложения к разработанному в Минобрнауки проекту федеральной программы развития синхротронных и нейтронных исследований. В подготовке этих дополнений участвовали ведущие специалисты практически всех институтов новосибирского Академгородка, томского и красноярского научных центров. Проект будет внесен в правительство до конца сентября. Когда состоится совет по реализации программы развития синхротронных и нейтронных исследований, пока неизвестно. Новосибирские физики собираются отстаивать на заседании свой вариант, подчеркивает Ракшун: «Наша позиция открыта и хорошо аргументирована. Необходимо выполнить указ президента России Владимира Путина в срок, надежно и качественно. И своевременное строительство ЦКП "СКИФ" гарантирует соблюдение всех этих условий». Но совет, в состав которого указом президента включены вице-премьер Татьяна Голикова, помощник президента Андрей Фурсенко, министр науки и высшего образования Михаил Котюков, представители РАН, научных фондов, промышленности и ряда министерств, лишь только определился с составом и еще не утвердил характеристики синхротрона четвертого поколения. Только после этого его проектирование и строительство — с определенными, а возможно, и переопределенными советом характеристиками — могут быть продолжены.

Екатерина Ерохина

Самый "цифровой" форум

В конце прошлой недели в новосибирском Академпарке прошел XI Сибирский форум «Индустрия информационных систем» (СИИС 2019). Более 400 участников в течение двух дней обсуждали вопросы цифровой экономики и подготовки ИТ-кадров, защиты интеллектуальной собственности и экспорта ИТ-продуктов, информационной безопасности и развития искусственного интеллекта в сфере геоинформационных систем.

Во время церемонии открытия форума один из ярких представителей сибирской математической школы, академик Юрий Ершов справедливо отметил:

– Когда в 2002 году мы проводили первый форум «Индустрия информационных систем», то сама эта индустрия еще только складывалась. Сегодня же она не просто сформировалась, а занимает заметное место в экономике области. И я думаю, что наш форум сыграл в этом немаловажную роль.

Схожую точку зрения высказал и министр цифрового развития и связи Новосибирской области Анатолий Дюбанов:

ИТ – это отрасль, которая сегодня относится к числу наиболее динамично развивающихся составляющих экономики страны – ИТ – это отрасль, которая сегодня относится к числу наиболее динамично развивающихся и наполняющих ВВП страны и в то же время, в силу процессов «цифровизации» экономики, она оказывает заметное влияние практически на все другие отрасли. И то, что Новосибирск оказался одним из флагманов развития информационных технологий уже приносит свои дивиденды: обычно, когда говорят о «цифровой экономике» подразумевают какие-то процессы и результаты на федеральном уровне, мы же относимся к числу пока немногих субъектов Федерации, где результаты есть и на региональном уровне. Я говорю и обеспечении интернетом небольших населенных пунктов, и об оптимизации работы различных учреждений и ведомств, и о многом другом.

Программа форума, как обычно, получилась достаточно насыщенной и разносторонней. Мы уже публиковали интервью с модераторами некоторых секций СИИС, в которых те рассказали о темах, предложенных для обсуждения их участникам.

Цифровые технологии как инструмент фантазии

Онлайн-обучение вытесняет традиционных учителей

Список перспективных проектов из Сибири

Во время торжественного открытия форума было подписано два соглашения о сотрудничестве Кроме того, отдельная секция была посвящена развитию ИТ-инфраструктуры для проекта «Академгородок 2.0» и суперкомпьютерным технологиям. Эта тема была продолжена во время дискуссии «НИИ vs ИИ: Наука и искусственный интеллект», на которой сторонники разных точек зрения обсудили, как будет развиваться искусственный интеллект, сможет ли он заменить человека не только в рутинных операциях, но и в креативной деятельности.

Оргкомитет СИИС-2019, следуя правилу о подкреплении теории практикой, включил в программу мастер-класс о применении технологий DeepLearning в геоинформационных системах.  Его провел эксперт из США – Дмитрий Кудинов. Он является ведущим специалистом направления Data Science компании Esri. На виртуальных машинах были продемонстрированы инструменты для проведения пространственного анализа с помощью искусственного интеллекта. Участники мастер-класса смогли попробовать себя в роли специалистов, обучающих нейронную сеть.

Доброй традицией форума стало то, что практически каждый раз он порождает некие меморандумы или другие документы, которые потом оказывают определенное влияние на развитие отечественной ИТ-отрасли. Даже концепция технопарков, сегодня ставших неотъемлемой деталью российского научно-технического «пейзажа», зародилась на одном из первых форумов. А в этом году, во время торжественного открытия форума было подписано два соглашения о сотрудничестве. Первое - между Общественной палатой Новосибирской области и Министерством цифрового развития и связи НСО – направлено на взаимодействие в области цифровых технологий и информационной безопасности. Второе - между Министерством цифрового развития и связи НСО и АО «Национальный исследовательский институт технологии связи» - касается совместных действий в рамках создания новых цифровых платформ и цифровых сервисов для жителей области.

Такая разная молекула

Ниже представлены арт-объекты, в которых обыгрывается тема ДНК в разных странах мира.

Скульптура ДНК, установленная в International Centre for Life, Ньюкасл 1. Скульптура ДНК, установленная в International Centre for Life, Ньюкасл

Автором ее выступил известный архитектор Чарльз Дженкс (считающийся одним из основателей теории постмодернизма в современной архитектуре, между прочим). Центр занимается популяризацией науки и был открыт в 2000 году. А скульптура - один из многих объектов на территории центра - считается памятником Джеймсу Уотсону, одному из первооткрывателей двойной спирали ДНК.

Из Википедии.

Джеймс Д. Уотсон родился в Чикаго 6 апреля 1928 года. Он был единственным сыном в семье Джин Митчел и Джеймса Д. Уотсона, бизнесмена, английского эмигранта. благодаря отцу, Джеймс был зачарован наблюдениями за жизнью птиц[12]. В возрасте 12 лет Уотсон участвовал в популярной радиовикторине Quiz Kids[en] для интеллектуальных молодых людей[12]. Благодаря либеральной политике президента Чикагского университета Роберта Хатчинса он поступил в университет в возрасте 15 лет. Прочитав книгу Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?», Уотсон изменил свои профессиональные интересы с изучения орнитологии на изучение генетики. В 1947 году получил степень бакалавра зоологии в Чикагском университете. Джеймс Д. Уотсон родился в Чикаго 6 апреля 1928 года. Он был единственным сыном в семье Джин Митчел и Джеймса Д. Уотсона, бизнесмена, английского эмигранта. благодаря отцу, Джеймс был зачарован наблюдениями за жизнью птиц[12]. В возрасте 12 лет Уотсон участвовал в популярной радиовикторине Quiz Kids[en] для интеллектуальных молодых людей. Благодаря либеральной политике президента Чикагского университета Роберта Хатчинса он поступил в университет в возрасте 15 лет. Прочитав книгу Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?», Уотсон изменил свои профессиональные интересы с изучения орнитологии на изучение генетики. В 1947 году получил степень бакалавра зоологии в Чикагском университете. В 1947—1951 годах учился в магистратуре и аспирантуре Индианского университета в Блумингтоне. Под руководством итальянского ученого-рентгенолога Сальвадора Лурии написал диссертацию о воздействии рентгеновских лучей на размножение бактериофагов и стал в 1950 году доктором философии.
В 1951 году поступил в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета, где изучал структуру белков. Там познакомился с физиком Фрэнсисом Криком, который интересовался биологией. Первоначально Уотсон работал в молекулярной биологии под руководством Сальвадора Лурии. Впоследствии Лурия получил Нобелевскую премию 1969 года по физиологии и медицине за работу над экспериментом Лурии-Дельбрюк, которая была связана с характером генетических мутаций. Он работал с другими исследователями над вирусами, которые могут заражать бактерии, а именно бактериофагами. Он и Макс Дельбрюк были лидерами этой новой «Фаговой группы» — важного движения генетиков, занимавшихся применением экспериментальных систем, таких как Drosophila, к генетике микроорганизмов.
В 1952 году Уотсон и Крик стали работать над моделированием структуры ДНК. Используя правила Чаргаффа и рентгенограммы Розалинды Франклин и Мориса Уилкинса, в середине марта 1953 года Уотсон и Крик вывели структуру двойной спирали ДНК[6]. Важным для их открытия были экспериментальные данные, собранные в Королевском колледже Лондона Розалиндой Франклин и Морисом Уилкинсом.
Уотсон и Крик представили свою знаменитую статью в научном журнале Nature (опубликована 25 апреля 1953 года). Брэгг выступил с речью в Медицинской школе больницы Гая в Лондоне в четверг 14 мая 1953 года, в результате чего вышла статья Ритчи Колдера 15 мая 1953 года в лондонской газете «Хроника новостей» под названием «Почему ты это ты. Ближайшая тайна жизни». Позже Брэгг номинировал Крика, Уотсона и Вилкинса на Нобелевскую премию 1962 года по Физиологии и Медицине. Среди них была и Розалинда Франклин, чья фотография 51 доказывала, что ДНК — это молекула с двойной спиралью, а не с тройной как думал Полинг.

Мост ДНК (Helix Bridge), Сингапур 2. Мост ДНК (Helix Bridge), Сингапур 

Мост расположен в центре города, возле знаменитого отеля Марина Бэй и его форма фактически копирует спираль ДНК.  Такой выбор был объяснен тем, что мост должен ассоциироваться с обновлением человеческого организма, его гармоничностью и целостностью. Вечером и ночью на мосту можно увидеться две пары букв С и G, A и T, символизирующих основные вещества ДНК (цитозин-гуанин, аденин-тимин).

Над возведением моста трудились архитекторы известных мировых компаний Архитектс 61 (Сингапур), Кокс Архитектура (Австралия), Аруп (совместная компания специалистов со всего мира) — совместный проект которых был признан лучшим из 36 других предложений. Задача при проектировании была очень непростая. Специалистам необходимо было разработать дизайн, который отвечал бы всем требования Комитета фэншуй. Мост должен был получиться обязательно визуально легким, красивым, защищать от ветра и дождя. Помимо этого, конечно же, мост должен быть еще и крепким и выдерживать большую проходимость людей.

На строительство моста было потрачено почти 83 миллиона долларов, что позволило создать уникальный по технологическим характеристикам объект. Общая площадь объекта составила около 1400 квадратных метров, при весе 1700 тонн.

Скульптурная группа "Что такое жизнь" (Национальный ботанический сад Ирландии), Дублин 3. Скульптурная группа "Что такое жизнь" (Национальный ботанический сад Ирландии), Дублин

Дублинский ботанический сад занимает внушительную территорию 25 гектаров в самом центре ирландской столицы. «Зелёное сердце Дублина», как любовно называют его местные жители, может похвастать двадцатью тысячами всевозможных растений со всего мира. А еще - некоторыми уникальными арт-объектами. В их числе скульптурная группа "Что такое жизнь", состоящая из памятников ДНК, РНК и некоторым макромолекулам. Создали ее к 60-летию открытия ДНК в 2013 году, а название копирует знаменитую книгу Эрвина Шрёдингера "Что такое жизнь", вышедшую в 1943 году и также посвященную темам наследственности и мутации. Кстати, книга была написана под впечатлением от статьи Николая Тимофеева-Ресовского и Карла Циммера про теорию мишеней и мутации под воздействием радиации. Последние две главы содержат собственные мысли Шрёдингера о природе жизни. В одной из них автор ввёл концепцию отрицательной энтропии (возможно, восходящую ещё к Больцману), которую живые организмы должны получать из окружающего мира, чтобы скомпенсировать рост энтропии, ведущий их к термодинамическому равновесию и, следовательно, смерти[61]. В этом, согласно Шрёдингеру, состоит одно из главных отличий жизни от неживой природы. Вот такая научная "цепочка" получилась.

ДНК с цветной глазурью (Музей науки Principe Felipe), Валенсия 4. ДНК с цветной глазурью (Музей науки Principe Felipe), Валенсия

В испанской Валенсии есть большой культурный центр City of Arts and Sciences (площадью более 2 кв.км). Своим появлением он обязан губернатору Валенсии Жуану Лерма, который  в 1989 году  принял идею, предложенную Хосе Мария Лопес Пайнро - профессором истории наук университета Валенсии - построить научный музей в парке старого русла реки Турия. Лерма поручил разработать проект музея команде, которая проектировала и строила на подобных пространствах с аналогичными характеристиками в Мюнхене, Канаде и Лондоне. Архитектура музейного комплекса должна быть исключительной.

Возглавил команду архитектор Сантьяго Калатрава. «Город науки» — название, которое автономное правительство присвоило проекту. План включал 370-метровую башню связи, которая была бы на третьем месте в мире; планетарий и музей науки. Общая стоимость работ оценивалась примерно в 25 млрд. песет или около 150 млн евро.

 Калатрава заслужил всемирное признание благодаря своим удивительно смелым и в то же время тщательно просчитанным работам в стиле био-тек. Его творения легко спутать с декорациями к фантастическим фильмам, настолько нереально и футуристично они выглядят. Но что поражает ещё больше, так это ощущение невесомости, которое неизменно возникает, когда находишься в его монументальных строениях. Город наук и искусств удивляет бесконечной способностью развлекать пытливые умы своих посетителей, которые путешествуя по рукотворным просторам, познают различные аспекты науки, техники, природы и искусства.

Одна из частей уникального комплекса - Музей науки Принца Фелипе «Museo de las Ciencias Principe Felipe» (инновационный интерактивный научный центр). Это творение Калатравы принято сравнивать со скелетом большой рыбы, оно напоминает еще не воздвигнутый, лежащий на земле фрагмент огромного готического собора с гигантскими аркбутанами и контрфорсами, в которых заключена главная красота готики по мнению людей, увлеченных конструкциями. Площадь постройки около 40 000 квадратных метров.

На каждом этаже есть целый интерактивный мир, где, например, можно увидеть, как вылупляются цыплята или, как вырабатывается электричество. Вообще, музейные экспозиции подаются в манере, отличающейся от традиционных музейных канонов. Названия коллекций говорят сами за себя: «Холод, холод», «Магия химии», «Ужас пустоты», «Звуки: музыка и природа», «Роботы»…

На четвертом этаже есть группа экспонатов под названием "Лес из хромосом", их задача объяснить строение ДНК. А на первом - расположилась 15-метровая скульптура ДНК из стали и цветной глазури. Здесь же неподалеку качается 34-метровый 170-килограммовый маятник Фуко, один из крупнейших в мире. Его цикл полного оборота составляет 34 часа.

Обилие направлений, изучаемых и освещаемых здесь, просто-таки обязывает с регулярной частотой организовывать в его стенах научно-практические конференции, на которые съезжаются участники со всего мира, что свидетельствует о важности и уровне валенсийского музея.

Спиральная скульптура (Институт биофизики Китайской академии наук), Пекин 5. Спиральная скульптура (Институт биофизики Китайской академии наук), Пекин

Институт биофизики входит в Пекинское отделение Китайской академии наук, оно самое крупное и включает 15 институтов (что в два с половиной раза меньше, правда, чем в новосибирском Академгородке). У института есть свой музей, к которому относятся и несколько объектов, расположенных на улице. В частности - та самая Спиральная скульптура.

 

 

 

 

 

 

 

Памятник Морису Уилкинсу, Понгароа, Новая Зеландия 6. Памятник Морису Уилкинсу, Понгароа, Новая Зеландия

Новозеландский биолог Морис Уилкинс также был одним из соавторов открытия структуры ДНК как и Д. Уотсон (которому поставили памятник в Ньюкасле). Впрочем, это далеко не единственный его вклад в науку - в частности, он усовершенствовал оптические микроскопы и радар - во время Второй мировой войны Уилкинс усовершенствовал радиолокационные завесы в Бирмингеме, затем работал над разделением изотопов в «Проекте Манхэттен» в Калифорнийском университете в Беркли (1944-1945).

Можно сказать, именно Уилкинс сыграл ключевую роль в расшифровке человечеством структуры ДНК, хотя сам он и не сделал правильных выводов, и не получил тот самый «снимок 51», по которому Уотсон и Крик поняли, что главная молекула жизни имеет вид двойной спирали. Именно Уилкинс начал исследование ДНК рентгеновскими методами, именно Уилкинс заинтересовал ДНК Уотсона и Крика (хотя сам Крик убеждал Уилкинса заняться белками), именно он привлек Розалинд Франклин к работе над ДНК (хотя потом именно их отношения были особо натянутыми из-за того, что они сразу не определились, кто из них главный). В конце концов, именно он показал Джеймсу Уотсону рентгеновский «снимок 51», который сделал в мае 1952 года аспирант Франклин Рэймонд Гослинг.

А в последние годы своей жизни - много сделал для понимания роли и механизмов работы РНК. Но памятник на родине (Уилкинс, хоть и проработал почти всю жизнь в Англии, родился на другом краю света - в новозеландском городке Понгороа) ему поставили именно за открытие спирали ДНК.

Памятник "Мышь, вяжущая ДНК", Новосибирск 7. Памятник "Мышь, вяжущая ДНК", Новосибирск

Памятник лабораторной мыши, расположенный в сквере около Института цитологии и генетики (ИЦиГ) Сибирского отделения РАН, был открыт 1 июля 2013 года, открытие приурочили к 120-летию Новосибирска.

Над образом мыши работал новосибирский художник Андрей Харкевич, который создал больше десяти эскизов. «Здесь сочетаются образы лабораторной мыши и ученого, потому что они связаны между собой и служат одному делу. Мышь запечатлена в момент научного открытия. Если всмотреться в её взгляд, можно увидеть, что эта мышка уже что-то придумала. Но вся симфония научного открытия, радость, „эврика!“ ещё не зазвучали», - так описал образ Андрей Харкевич.

А академик Николай Колчанов, возглавлявший тогда институт, сказал, что памятник символизирует благодарность животному за то, что человечество имеет возможность использовать мышей для изучения генов животных, молекулярных и физических механизмов заболеваний, разработки новых лекарств.

Памятник Молекуле ДНК, Воронеж 8. Памятник Молекуле ДНК, Воронеж

Стела «Слава советской науке» больше известная как памятник «Молекула ДНК» один из самых необычных памятников Воронежа.

История его появления в Воронеже тоже необычная. Первоначально более сорока лет назад монумент "Слава советской науке" был установлен в Зеленограде, как символ Зеленоградского института радиоэлектроники и отрасли электронной промышленности. Но руководству отраслевого министерства памятник пришелся не по вкусу. Зато понравился присутствовавшему на церемонии открытия гендиректору воронежского НПО "Электроника". Тот предложил обменять пямятник на несколько тонн металла. "Сделка" состоялась и памятник переехал в Воронеж.

На смом деле, его структура отличается от молекулы ДНК, поскольку в основе - три вертикальных стержня, а молекула как известно состоит из двух спиралей. Но вскоре к нему прикрепилось народное название - "молекула", которое со временем стало неофициальным "Молекула ДНК". Благодаря чему эта скульптурная композиция также попала в наш небольшой обзор. Памятник горожанам нравится. И, когда в 2010 году его хотели снести, т.к. он требовал ремонта, но жители города «отстояли» необычный монумент.

 

 

Снег без грязи

Среди возможностей для решения проблем загрязнения окружающей среды в Арктическом регионе, которые обсуждались на VII Международном форуме технологического развития «Технопром», важное место занимали разработки, созданные в новосибирском Академгородке.

Участники стратегической сессии «Арктический диалог. Экология и технологии» выделили два основных направления, в которых сегодня не обойтись без современных технологических решений: экологический мониторинг и внедрение разработок в практику предприятий.

Директор Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН доктор физико-математических наук Елена Григорьевна Багрянская рассказала о планах института по мониторингу стойких органических загрязнителей (СОЗ). Эти вещества в течение долгого времени разлагаются в окружающей среде и представляют угрозу для здоровья людей.

НИОХ СО РАН является национальным координационным центром, созданным в целях обмена информацией по выполнению обязательств РФ, предусмотренных Стокгольмской конвенцией о стойких органических загрязнителях, и обладает технологиями для определения даже малых концентраций этих веществ. Мы подготовили проект по мониторингу СОЗ и выявлению первичных источников загрязнения в Мурманской области, в первом чтении он был одобрен, сейчас проходит второе чтение, институт должен пройти комиссию Арктического совета», — рассказала Елена Багрянская.

К стойким загрязнителям относятся пестициды; ядовитые химические вещества, использующиеся при создании трансформаторов, конденсаторов и для других промышленных нужд; а также побочные продукты целлюлозно-бумажного и цементного производства, сжигания мусора, металлургии. Как отметила Елена Багрянская, токсичные химические соединения переносятся на большие расстояния и попадают на территорию Арктики, а низкая температура и отсутствие света зимой способствуют увеличению периода разложения опасных веществ.

«Стойкие органические загрязнители склонны накапливаться в жировых тканях, именно поэтому они особенно опасны для народов Севера, ведь люди там традиционно употребляют в пищу очень много жиров», — подчеркнула Елена Багрянская.

Среди технологий, которые могут успешно использоваться на предприятиях для снижения нагрузки на окружающую среду, — нанопористые углеродные материалы для очистки питьевой воды, стоков, выбросов промышленных и энергетических предприятий, созданные в Институте неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, и сверхзвуковое воздушно-плазменное напыление функциональных покрытий, разработанное в Институте теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН. «Технология применяется для нанесения специальных покрытий, в том числе для защиты от обледенения. Это упрочняет детали и уменьшает вероятность аварий на производстве, а значит, и экологический ущерб», — рассказал старший научный сотрудник ИТПМ СО РАН кандидат технических наук Виктор Иванович Кузьмин.

 

Робот-консультант и цифровая Даша

Первый день международного технологического форума "Технопром", проходящего в Новосибирске, был посвящен обсуждению интеграции науки и бизнеса, однако его участники не только посещали круглые столы, но и активно налаживали сотрудничество, обмениваясь контактами и подписывая соглашения. Общую атмосферу технологической площадки поддержали самые необычные участники форума - робот-консультант, ставший любимцем гостей, и искусственный интеллект Даша, удостоившийся даже выступления на главном пленарном заседании форума.

Центральным мероприятием форума стала пленарная дискуссия "Наука новой эры: технологии трансформации", обсуждалось место науки в нынешней экономике. Участники дискуссии обсудили опыт работы в научно-технологическом бизнесе, а также ее использование в целях национальных проектов и применение опыта других стран при их реализации.

Полномочный представитель президент РФ в Сибирском федеральном округе Сергей Меняйло, подводя итог обсуждению, сообщил журналистам, что форум будет полезен для налаживания связей между наукой и бизнесом. Кроме того, он подчеркнул, что подобные дискуссии помогают правильно определять цели развития как для страны в целом, так и для регионов с их индивидуальной спецификой в частности. "Форум будет продолжать жить, но мы должны понимать, что с каждым годом мы должны наполнение самого форума делать более прагматичным, преломленным к земле. Не говорить о фундаментальных вещах, а говорить о том, что сегодня жизненно и востребовано", - сказал Меняйло.

Самым необычным участником дискуссии стал искусственный интеллект Даша, разработанный компанией Dasha.AI. Дашу в ходе разговора о российских технологиях запустили прямо со сцены, спросив ее о том, чем заняться участникам "Технопрома".

"У участников очень большой выбор. Предусмотрено более 90 форматов разной тематики, например инновации в медицине, новые технологии в образовании. Ну и, конечно, будут сессии, посвященные искусственному интеллекту. Не знаю, как вы, а я пойду туда", - объявила присутствующим Даша.

Соглашения о сотрудничестве

Помимо участия в круглых столах и дискуссиях, участники форума активно налаживали сотрудничество. В первый день "Технопрома" подписано шесть соглашений. Несколько соглашений подписал на форуме Санкт-Петербургский политехнический университет им. Петра Великого - в их числе соглашения о сотрудничестве с Новосибирским техническим университетом, институтами СО РАН, а также соглашение с ассоциацией "Технет" и Объединенной двигателестроительной корпорацией" (ОДК, входит в Ростех). В рамках последнего соглашения стороны договорились с ОДК об объявлении конкурса на проведение конкурса среди молодых исследователей.

Как уточнил ТАСС заместитель генерального директора - генерального конструктора ОДК Юрий Шмотин, конкурс направлен на поиск молодых конструкторов, разбирающихся в проектировании двигателей с использованием математических моделей. Он пояснил, что сейчас отрасль отечественного двигателестроения нуждается в молодых специалистах и конкурс будет направлен именно на поиск специалистов, которые смогут в будущем создавать "цифровых двойников" двигателей для самолетов и ракет.

Бронежилеты и роботы

Сотрудничество налаживают и участники выставки, которая традиционно проводится вместе с форумом. На ней представлены площадки университетов и научных центров, стенды крупных компаний - "Мегафона", РЖД, "Ростелекома".

"Мы имеем возможность комплексно подходить к решению именно бизнес-задач - и для бизнеса, и для населения, и для государства. У нас есть возможность тесного партнерства и с потребителями оборудования, и с разработчиками программного обеспечения, мы имеем колоссальную инфраструктуру по передаче данных. Поэтому в комплексе партнерских отношений мы можем находить синергию, которая позволяет продвигать решения самого разного класса. Вы видите, что здесь и медицина, и сельское хозяйство, и дорожное хозяйство, и цифровизация производства", - рассказал ТАСС вице-президент, директор макрорегионального филиала "Сибирь" ПАО "Ростелеком" Николай Зенин

На стендах посетители выставки знакомились с детальными миниатюрами корпусов университетов, образцами бронежилетов, протезов и имплантов, изготавливаемых с помощью 3D-печати. Немало на выставке и интерактивных площадок - например, станция мониторинга здоровья, на которой каждый желающий может оценить состояние своего здоровья по веществам, содержащимся в выдохе. В самом центре площадки установлен спорткар, с которым участники форума увлеченно фотографируются. По павильону перемещается робот от компании NovaRobot - он обладает речью, мимикой, умеет жестикулировать и увлеченно общается со всеми гостями.

"Основное назначение робота - работа в банковском зале консультантом. Также он может работать инструктором, преподавателем, может заниматься сканированием документов, приемом платежей - все зависит от конкретной нужды", - рассказал ТАСС представитель компании. Робот может действовать самостоятельно в автономном режиме. Стоимость такого сотрудника - порядка миллиона рублей в базовой комплектации, не предполагающей адаптации его к определенной специфике деятельности.

Одной из главных тем выставки "Технопрома" стали "Умные технологии" - системы управления городом, домами, офисами, ЖКХ. Компания "Россибинвест" представила блоки "умных остановок", которыми планируется оснащать улицы Новосибирска к Чемпионату мира по хоккею 2023 года, компания "Эр-телеком" - умный домофон, системы управления микроклиматом для дома, для офиса - ПО для управление активами и обеспечения безопасности труда.

"У нас есть проект "Инфошкола" - в школах внедряем умную систему, когда одна карточка решает сразу несколько задач: работает как пропуск, как карта для безналичной оплаты обедов в столовой - родителям нужно только пополнять карту", - сообщила ТАСС представитель Сибирского института программных систем (НИПС) и отметила, что система уже используется в одной из школ Иркутской области.

Презентация стартапов

В рамках "Технопрома" прошла и презентация стартапов для промышленности "Demo day Сколково", на которой резиденты Сколково представили проекты, готовые к реализации на предприятиях Новосибирской области. По словам вице-президента фонда "Сколково" Юрия Сапрыкина, с каждым годом все больше крупных промышленных предприятий проявляют заботу о внедрении инноваций для повышения эффективности производства. Диалог компаний в рамках "Demo day Сколково" позволит предприятиям узнать о инновациях в их сфере производства, в то время как инновационный стартап, который увидит конкретные запросы производства, сможет быстрее довести свои разработки до стадии внедрения.

На презентации свои технологии активированных углей для газо- и водоочистки предприятиям химической и добывающей промышленности предложила компания "Сорбенты Кузбасса".

"На сегодняшний день менее 50% активированного угля для очистки газа и воды, необходимого для промышленности, производится в России. Наша компания разработала технологию, которая позволяет производить активированные угли и сопутствующие материалы для предприятий под ключ. Также мы разработали технологию регенерации отработанных углей, которая успешно используется в течение двух лет", - сообщил ТАСС директор компании "Сорбенты Кузбасса" Александр Бервено.

Компания НПО "Ультразвуковые Системы" представила услуги по очистке двигателей и фильтров. "Очищается оборудование с помощью мультизвуковой очистки, когда на объект воздействуют вибрацией различной частоты. Эффект дополняется применением экологически чистых растворителей. Наше оборудование позволяет очищать микропоры загрязненного материала, чего зачастую невозможно достичь другими методами очистки", - сообщил на презентации представитель комапании НПО и добавил, что очищение материала достигает 99%.

Международный форум технологического развития "Технопром" проходит в Новосибирске 18-20 сентября. В 2019 году его главная тема - "Наука новой эры: технологии трансформации". Деловая программа включает более 90 мероприятий. В прошлом году площадки форума посетили почти 8 тыс. человек. В числе организаторов - правительство РФ, правительство Новосибирской области, аппарат полномочного представительства президента РФ в Сибирском федеральном округе и Сибирское отделение Российской академии наук.

С чего начинаются инновации

Тема развития медицины и системы здравоохранения занимает одно из ключевых мест в повестке VII Международного форума технологического развития «Технопром – 2019». Этим вопросам было посвящено сразу несколько секций в программе форума. В работе одной из них – «Инновации в медицине: современные этапы становления и развития» – принял участие руководитель НИИ экспериментальной и клинической лимфологии (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН), д.м.н. Андрей Летягин. Мы попросили его рассказать, о чём шла речь на секции, по какому пути идет развитие медицинских инноваций в стране и мире, и какие барьеры мешают этому процессу.

– Участники секции сошлись во мнении, что инновационное развитие системы отечественного здравоохранения сегодня является объективной необходимостью. Обеспечение достойного качества жизни граждан, сохранение их здоровья – это та государственная задача, которую не решить без помощи со стороны науки, причем, как раз, в аспекте разработки и внедрения новых, более эффективных медицинских технологий. Это, скажем так, стратегическая задача. Но на пути к ее решению приходится сталкиваться с разного рода препятствиями. Причем, самого различного характера – это юридические тонкости, организационные и финансовые моменты. Но эти барьеры возникают уже на стадии внедрения нового лекарства, технологии, метода. А начинается все с выбора пути, по которому надо идти.

– А там какие сложности поджидают разработчиков?

– Сложность первая: каким образом, основываясь на предыдущих достижениях науки, создать что-то новое, да еще в условиях ограниченных ресурсов и жесткой мировой конкуренции. Заново «изобретать велосипед», повторяя уже пройденный кем-то путь - плохое решение, поскольку мировое научное сообщество, частью которого является и наша медицинская наука, крайне негативно относится к прямым заимствованиям чьих-то работ. Если же изобретать что-то оригинальное, то сразу сталкиваешься с консерватизмом медицинского сообщества, которое очень настороженно относится к новациям. В принципе, это правильно, поскольку речь идет о жизнях и здоровье пациентов, и не все последствия инновационного лечения могут быть видны в краткосрочной перспективе. Но для самих разработчиков это становится довольно серьезным барьером на пути к внедрению их инновационных решений.

– Говорили на секции о, скажем так, стратегических направлениях развития медицинских инноваций?

– Да, эта тема звучала. По большому счету, таких направлений два. Первое будет интересно молодой части нашего общества. Это относительно здоровые люди, среди которых набирают популярность использование различных медицинских девайсов для дистанционного функционального контроля; биохакинг, который является некой квинтэссенцией систем здорового образа жизни; фитнес-тренажеры, биодобавки и т.п.. Это направление достаточно быстро развивается и оно, в первую очередь, интересно бизнес-сообществу. Поскольку эти инновации приносят очевидную прибыль, они, безусловно, могут быть интересны для инвестиций, в том числе – в рамках частно-государственного партнерства. Некоторые такие разработки были представлены и на этой секции. Но даже самые продвинутые девайсы и системы биохакинга могут лишь замедлить процесс старения организма, но не предотвратить его.

При этом важно помнить, что люди умирают не от старости, а от различных заболеваний, которые сопровождают процесс старения. И второе направление инноваций, как раз, связано с лечением пациентов старшего возраста. Стареем мы все, и в силу этого все когда-либо начинаем нуждаться в качественной медицинской помощи. Но ситуация с инвестициями здесь качественно отличается, поскольку уровень дохода у людей разный, а при заболевании финансовое положение человека обычно прогрессивно ухудшается, и обеспечение лечебного процесса неизбежно становится задачей государства.

При этом технологии пересадки органов, противораковой терапии, установка сердечных клапанов, сосудистых стентов и искусственных суставов, как и лечение осложненных вариантов хронических заболеваний по стоимости весьма существенны. Решение каждой из них потребует огромных финансовых и материальных ресурсов. Поэтому очень важно, чтобы они были потрачены эффективно. В силу этого, скорость и эффективность процесса внедрения инноваций на этом направлении больше зависит не от рыночной конъюнктуры (как в первом случае), а от компетентности административного персонала – сотрудников федерального и регионарных министерств здравоохранения, главных врачей больниц, директоров медико-биологических НИИ, ректоров медицинских институтов и др. Если они компетентны в биомедицинских и биотехнологических инновациях, внедрение которых они администрируют, то это способствует внедрению инноваций, а если нет, то тогда, вольно или невольно, процесс стагнируется. Поэтому обеспечение достаточного уровня профессионализма – одна из задач инновационного развития отечественной системы здравоохранения. Ну и конечно, инновации начинаются с больших чисто научно-медицинских задач, таких как создание новых эффективных методов лечения в онкологии, диабетологии и при других социально значимых заболеваниях. Здесь не обойтись без помощи медико-биологической науки, в том числе – структур РАН, как в разработке инноваций, так и в их экспертной оценке перед внедрением.

"Нужен консенсус государства и бизнеса в отношении науки"

Беседа президента ВЭО России профессора Сергея Бодрунова с Александром Сергеевым, президентом Российской академии наук.

Бодрунов:  Эксперты Московского академического экономического форума много говорили о том, что России необходимо выйти на принципиально новый уровень развития. Какие условия нам нужны, чтобы совершить рывок, о котором говорит Президент?

Сергеев: Когда мы говорим о том, как выйти на темпы роста экономики выше среднемировых, то должны понимать, что мир вышел на эти цифры, благодаря умелому внедрению достижений науки. Ведущие экономики развиваются благодаря научно-технологическому прогрессу. Если мы хотим с ними конкурировать, то должны встать на научно-технологические рельсы. Это непросто. Во-первых, потому что мы находимся в фазе заметного технологического отставания. Во-вторых, если говорить о финансировании науки, государство делает что может, в то время как вклад бизнеса очень мал. 70% финансирования науки обеспечивает бюджет, и только 30% – экономика. В развивающих, наукоориентированных экономиках ситуация обратная. Там 70-80% даёт экономика, бизнес, а остальное – государство. Нам надо эту ситуацию изменить. А как это сделать? Мы не можем заставить бизнес инвестировать в науку. Предприниматель понимает, что ему это невыгодно.

Бодрунов:  Да, бизнес видит риски.

Сергеев: Значит, государство должно создать такие условия, чтобы бизнесу было выгодно вкладывать средства в науку, в ее фундаментальную, «поисковую» часть. У нас плохо работает звено так называемых поисковых исследований. Это когда фундаментальная наука предложила какие-то решения, а бизнес их не взял, потому что, чтобы доказать, что конкретно это решение применимо к бизнесу, нужно доработать. И бизнес ждет, не вложит ли государство еще средств? А государство говорит: «А почему я? Я вкладываю в фундаментальные исследования, сколько могу. Недостаточно? Готово добавить, но бизнес должен подключиться». В этой области должен быть достигнут консенсус. Нужна новая конвенция между бизнесом и государством. Потому что пока бизнес занимает выжидательную позицию. Значит, государство должно разделить с ним риски, предоставить какие-то преференции бизнесу. Но с другой стороны, если в результате у нас сложилась цепочка, получился рыночный продукт, то бенефициар, то есть бизнес, должен большую часть прибыли реинвестировать в науку.

Бодрунов:  Согласен. Государство может создать условия.

Сергеев: Второй очень важный момент – многие экономики, которые продемонстрировали выход в режим «самораскручивающегося» развития на научно-технологических рельсах, запустили этот процесс, будучи достаточно богатыми с точки зрения инвестиций. А у нас инвестиций не хватает. Мы находимся в ситуации «давайте развивать науку и технологии, но где взять инвестиции, чтобы бросить их туда?» Мы должны совершить необычный кульбит. Геополитическая ситуация сложная, санкции будут продолжаться, привлечь иностранные инвестиции сложно, поэтому нужно рассчитывать на свои силы. В отсутствии финансового капитала использовать капитал человеческий. Нужны вложения в человеческий капитал, потому что он может заставить нашу экономику крутиться быстрее, этот обратный процесс нужно запустить.

Когда мы говорим, что бизнесу нужно предоставить преференции, чтобы он вкладывал, мы должны еще посмотреть, а насколько результаты наших фундаментальных исследований ему интересны? Это непростой вопрос. Потому что оценка эффективности инвестиций в фундаментальную науку оставляет желать лучшего. Каким образом мы оцениваем это сейчас? По публикациям. Насколько эта публикационная активность реально «стреляет» в экономику? Риторический вопрос. Задача для государственного академического сектора – выстроить правильную систему оценки научной деятельности. «Мы увечили число публикаций в два раза» – это не годится. Нужно дать ответ, насколько то, что мы создаем, интересно и важно. То есть, со стороны экономики мы должны обсуждать государственные меры по предоставлению преференций, а со стороны фундаментальной науки – решать проблему с оценкой эффективности траты средств на госзадания, чтобы результаты были ориентированы на быструю интеграцию в эту цепочку.

Бодрунов:  Александр Михайлович, мы говорим о том, что технологический прогресс задает сегодня основное направление развития мировой экономики, технологический прогресс позволит «вытащить» из стагнации российскую экономику через 10-20 лет. Отсюда возникает вопрос, доверяем ли мы российской науке? На Московском академическом экономическом форуме был проведён такой интерактивный опрос. Мы спросили, способна ли российская наука решить те задачи, которые стоят перед нашей экономикой. Вы знаете, от 50 до 70% участников ответили положительно…

Сергеев: Сергей Дмитриевич, должен признаться, эти результаты меня несколько удивили. Это высокий уровень доверия. Я думаю, это, конечно, аванс отечественной науке. Мы по-прежнему являемся мировыми лидерами в оборонной области, в области ядерных технологий. Эти цепочки существуют и работают. А, значит, если мы правильно организуем деятельность остальных цепочек – от фундаментального знания до рынка – то у нас все получится. Что ж, осталось оправдать оказанное российской науке доверие.

Союз биологии и математики

Биоинформатика – одно из самых динамично развивающихся направлений современной науки. И новосибирский Академгородок принимает в этом процессе самое активное участие. Именно здесь, еще в прошлом веке сформировалась одна из ведущих мировых школ математической биологии, из которой впоследствии и «выросла» биоинформатика. С конца 1990-х годов в Новосибирске регулярно проходит мультиконференция «Биоинформатика и системная биология» (BGRS\SB), в работе которой участвуют ученые всего мира.

Ведущим научным учреждением по работам в этом направлении был и остается Институт цитологии и генетики СО РАН, выступивший организатором стратегической секции «Биоинформатика, центры генетических технологий и центры геномных исследований» на VII Международном форуме технологического развития «Технопром – 2019».

– За прошедшие годы биоинформатика стала привычной частью медико-генетических исследований, проводимых сотрудниками нашего центра, сейчас же эта наука стремительно развивается в направлении решения задач селекции и промышленной микробиологии, - рассказал директор ФИЦ ИЦиГ СО РАН, чл.-корр. РАН Алексей Кочетов.

Поэтому именно на этих двух направлениях был сделан упор при формировании программы секции. Они же являются приоритетными в работе национального центра мирового уровня (НЦМУ) «Курчатовский геномный центр», одним из учредителей которого выступает ИЦиГ.

Роль и задачи подобных геномных центров стали второй частью повестки проводимой секции. Напомним, что в рамках Национального проекта «Наука» и ФНТП развития генетических технологий предусмотрена организация нескольких НЦМУ по геномным исследованиям и развернутой сети генетических лабораторий.

– Концентрация ресурсов в этой области должна привести к развитию новых отраслей высокотехнологичной промышленности и одновременно способствовать улучшению состояния окружающей среды и качества жизни населения нашей страны, - подчеркнул Алексей Кочетов.

В работе секции приняли участие руководство Института цитологии и генетики СО РАН, Института математики СО РАН, представители наукоемкого бизнеса – Лусине Хачатрян («Филип Моррис Интернэшнл»), Денис Астафьев («РТКлауд Новосибирск») и другие.

В своих выступлениях докладчики признавали – современные геномные исследования приносят огромные массивы данных, превосходящие, скажем, суммарный траффик ведущих мировых социальных сетей. Обработать эту информацию возможно лишь с использованием биоинформатических методов и систем искусственного интеллекта. Конечно, такая работа требует привлечения заметного объема материально-технических, временных и прочих ресурсов, но все затраты многократно окупаются. Современные геномные технологии позволяют в сжатые сроки создавать породы скота, сорта растений и штаммы микроорганизмов с заданными характеристиками и другие продукты, пользующиеся высоким спросом на мировом рынке.

Модератор секции, научный руководитель ИЦиГ СО РАН, академик Николай Колчанов отметил:

– Биоинформатика возникла на стыке генетики и математики, и очень хорошо, с точки зрения эффективности, то, что в Академгородке одновременно создаются математический и геномный центры мирового уровня, которые будут работать в тесном сотрудничестве.

Впрочем, на этом круг партнеров у нового центра не исчерпывается. ФИЦ ИЦиГ СО РАН создавался для выполнения проектов полного цикла, от фундаментальных исследований до готовой технологии или продукта, напомнил академик. Это создает почву для сотрудничества с Сибирским федеральным научным центром, другими научными центрами и с бизнесом. Сегодня интерес к работе новосибирских ученых проявляет целый ряд крупнейших отечественных компаний. И, конечно же, не обойтись без взаимодействия с вузами, прежде всего – с Новосибирским государственным университетом, создающими кадровый потенциал для нового научного направления.

Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН

Страшнее, чем ВИЧ

40 лет назад считалось, что до полной победы над туберкулезом осталось совсем немного. Масштабная вакцинация и широкое применение таких эффективных антибиотиков, как изониазид и рифампицин, вселяли надежду, что болезнь почти побеждена. Однако уже в начале 1990-х появились штаммы туберкулеза, устойчивые к имеющимся лекарствам, и эта болезнь снова стала глобальной угрозой. Сегодня она, согласно докладу ВОЗ за 2018 год, в списке десяти главных причин смерти людей в мире.

В зоне высокого риска

Если же проанализировать статистику по смертности от одного определенного возбудителя инфекции, то туберкулез и вовсе лидер. Он уносит больше жизней, чем ВИЧ. В 2017 году он него умерли 1,3 млн человек, тогда как от ВИЧ — 300 тыс.

Согласно данным ВОЗ, около 10 млн людей в 2017 году поставили диагноз "туберкулез". И эти цифры могут вырасти, ведь, согласно оценкам ВОЗ, около 1,7 млрд человек или 23% населения планеты живут с латентной туберкулезной инфекцией. А значит, почти у каждого четвертого человека в определенный момент может развиться активная форма заболевания.

"В зоне высокого риска Россия, Индия и Китай. В 2018 году именно в этих странах была зарегистрирована почти половина случаев первичного заражения штаммами туберкулеза, устойчивыми к уже упомянутым изониазиду и рифампицину. Лекарственно резистентный туберкулез отличается быстрым прогрессом и тяжелым течением болезни, часто приводит к патологическим процессам, поэтому ВОЗ уделяет особое внимание его распространению. А в Сибири и на Дальнем Востоке ситуация хуже, чем в остальных регионах России. И заболеваемость туберкулезом, и распространенность резистентных форм здесь в два раза выше, чем в среднем по стране", — поясняет Елена Уфимцева, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории медицинской биотехнологии НИИ биохимии Федерального исследовательского центра фундаментальной и трансляционной медицины (ФИЦ ФТМ).

Угроза настолько серьезна, что ее нельзя игнорировать. Выступая в ноябре 2017 года на Первой глобальной министерской конференции ВОЗ "Ликвидировать туберкулез", президент России призвал делегатов объединить усилия и вместе разработать эффективные средства диагностики и лечения.

Результаты совместной работы сотрудников НИИ биохимии ФИЦ ФТМ в Новосибирске и Уральского НИИ фтизиопульмонологии уже доказали, что этот подход плодотворен. Впервые получив живые клетки с возбудителями туберкулеза из тканей легкого человека, они разработали методики, которые перевернули традиционные представления о диагностике и лечении смертельно опасной болезни.

Пленных — брать

Туберкулез вызывает патогенная микобактерия Mycobacterium tuberculosis, которую люди знают под названием "палочка Коха" Чтобы понять, как работают новые методики, нужно разобраться в механизме возникновения заболевания. Туберкулез вызывает патогенная микобактерия Mycobacterium tuberculosis, которую далекие от медицины люди знают под названием "палочка Коха". В организм человека она попадет воздушно-капельным путем.

В легких человека ее встречают особые клетки — альвеолярные макрофаги, чья главная задача — защищать органы дыхания от микробов и всех других чужеродных агентов, способных нанести им вред. Это первый защитный барьер на пути любой инфекции. Однако палочки Коха макрофагам удается победить далеко не всегда.

"Заболеет человек туберкулезом или нет, зависит от того, справятся ли макрофаги в его легких с возбудителями туберкулеза. Каждый раз ход дальнейшего развития инфекции зависит именно от этого. Если макрофаги сумеют захватить и уничтожить микобактерии, человеку ничто не угрожает. Однако в процессе долгой эволюции, которую возбудители туберкулеза прошли вместе с человеком, они выработали механизмы, помогающие им подавлять бактерицидную функцию макрофагов", — поясняет Наталья Еремеева, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Уральского НИИ фтизиопульмонологии Минздрава РФ.

Если инфекция преодолеет первый защитный барьер, микобактерии проникают внутрь макрофагов и колонизируют их. При этом палочки Коха могут годами и даже десятилетиями жить внутри клеток-хозяев и не размножаться.

Это и есть латентная туберкулезная инфекция, которая, по оценкам ВОЗ, есть у четверти населения земного шара. А потом микобактерии могут внезапно активизироваться, и человек заболевает. Поэтому так важно оценить содержание палочки Коха в макрофагах и их функциональное состояние в легких конкретного человека.

"К сожалению, пока об этом известно мало. Исследования взаимоотношений микобактерий туберкулеза с клетками-хозяевами проводятся в основном при инфицировании лабораторными штаммами микобактерий клеток постоянных, то есть трансформированных раковых, клеточных линий, или клеток, полученных из организмов мыши и человека, — как правило, из крови. Однако понятно, что нельзя считать полученные данные реальной картиной патогенеза туберкулезной инфекции в легких того или иного человека. Необходимы новые подходы к изучению механизма заболевания", — убеждена Елена Уфимцева.

Захватить врага живьем

В клинике Уральского НИИ фтизиопульмонологии каждый день проводят несколько операций по удалению у больных туберкулезом фрагментов легких, наиболее пораженных инфекцией. Елена Уфимцева предложила использовать часть удаленных тканей для выделения альвеолярных макрофагов, зараженных возбудителями заболевания. Технологию получения и культивирования живых инфицированных клеток из воспалительных образований Уфимцева уже отработала в НИИ биохимии на лабораторных мышах.

Однако развитие инфекционного процесса при туберкулезе легких у человека и мыши существенно отличается. Поэтому Уфимцева и Еремеева разработали новую методику, позволившую впервые выделить живые мишени инфекции — макрофаги, пораженные микобактериями, из легких пациентов, которых пришлось прооперировать, поскольку лекарственная терапия не дала результатов.

"Мы начали совместную работу в августе 2014 года, а в июле 2016 года получили первый патент Российской Федерации на изобретение "Способ получения ex vivo культур альвеолярных макрофагов из операционного материала больных туберкулезом легких и способ оценки вирулентности (вирулентность — способность заражать организм человека — прим. ТАСС) Mycobacterium tuberculosis с использованием полученных ex vivo культур альвеолярных макрофагов", — рассказывает Елена Уфимцева.

Рентгеновские снимки больного туберкулезом Если не вдаваться в детали, запатентованная технология выглядит так: когда в операционной удаляют фрагменты легких, пораженных туберкулезом, часть тканей тут же направляется в микробиологическую лабораторию. Там их обрабатывают в стерильных условиях, выделяя иммунные клетки, которые помещают в лунки планшета с питательной средой. 

"Менее чем за сутки макрофаги прикрепляются ко дну лунки, образуя одинарный слой клеток, — продолжает рассказ Елена Уфимцева. — Через 16–18 часов, когда прооперированный пациент еще лежит в реанимации, мы уже получаем клеточные культуры, которые можно исследовать под микроскопом. Мы имеем возможность оценить, в какой степени макрофаги инфицированы микобактериями, каково функциональное состояние возбудителя заболевания и самих клеток-хозяев, а также насколько вирулентны бактерии в легких пациента, больного туберкулезом, на момент проведения операции".

Чем более вирулентны микобактерии, тем опаснее они не только для самого больного, но и для окружающих. "Оценка вирулентности важна не только для продолжения лечения пациента, но и для врачей. Они должны знать, какие пациенты инфицированы высоковирулентыми микобактериями, чтобы не заразиться самим, предотвратить распространение возбудителя болезни и не допустить эпидемии", — подчеркивает Елена Уфимцева.

Игра на опережение

Ни один из методов диагностики, использующихся сейчас в клинических лабораториях противотуберкулезной системы Минздрава РФ, не способен дать подобные результаты за столь короткий срок. Согласно принятой медицинской практике, после плановых операций часть удаленных у пациента тканей направляется для проведения анализов — гистологического, бактериологического и ПЦР.

Их задача — оценить, есть ли в тканях ДНК микобактерий и произошли ли в них мутации, вызывающие устойчивость к противотуберкулезным препаратам. А чтобы определить вирулентность возбудителя туберкулеза, патогенами, полученными из организма больного, заражают морских свинок.

"Многие из этих методов очень трудоемки, а главное, результата обычно приходится ждать очень долго — от одного до трех месяцев, — говорит Елена Уфимцева. — А разработанная нами методика позволяет оценить зараженность микобактериями в первый же день после операции".

В клинике Уральского НИИ фтизиопульмонологии также проводятся все анализы, предусмотренные протоколом, утвержденным Минздравом РФ. Елена Уфимцева и Наталья Еремеева уже исследовали ткани из легких 30 пациентов. Одновременно проводились стандартные исследования этих же фрагментов. И каждый раз авторы новой методики получали результаты намного быстрее, чем позволяют обычные методы.

Новая методика превосходит традиционные методы не только по скорости, но и по результативности. У одного из прооперированных пациентов исследовали на микобактерии ткани легкого, удаленные от основных очагов туберкулезной инфекции — каверн и туберкулем.

Гистологический анализ, на который ушла неделя, вообще не выявил микобактерий в макрофагах в этих участках. Бактериологический анализ через два месяца показал, что возбудитель заболевания не растет и не образует колонии в лабораторных условиях.

А исследовательницы из Сибири и Урала всего за 18 часов определили, что в этих тканях легкого заражены более 3% клеток-защитников и почти в половине этих клеток микобактерии уже образовали колонии. Были и другие случаи, когда методика Еремеевой-Уфимцевой позволяла найти пораженные клетки там, где их не находили традиционные исследования. 

"Так мы убедились: методы, использующиеся сейчас в клинических лабораториях, не позволяют точно оценить ни зараженность клеток легких возбудителем заболевания, ни функциональное состояние микобактерий и самих клеток-хозяев в прооперированных легких пациентов," — резюмирует Елена Уфимцева.

Убить, но не навредить

Скорость и результативность — далеко не основные преимущества новой методики. Ее главное достоинство в том, что она позволяет получить из легких пациентов, больных туберкулезом, живые клетки, инфицированные микобактериями.

Взаимодействие возбудителя заболевания и клетки-хозяина исследуют в искусственной среде в сроки, наиболее приближенные к их нахождению в организме больного. Поэтому результаты изучения поведения клеток-защитников и заражающих их микобактерий настолько же достоверны, как если бы они продолжали оставаться в легких пациентов.

"А значит, можно провести персонифицированную оценку ситуации, что не позволяет сделать ни один из использующихся сейчас методов диагностики, — поясняет Наталья Еремеева. — Если через два-три дня культивирования вне организма пациента количество микобактерий внутри макрофагов начинает увеличиваться, можно сделать вывод: туберкулезный процесс может прогрессировать".
Когда проведенное ранее лечение не помогло уничтожить возбудителя заболевания, крайне необходимо корректировать лекарственную терапию. Ведь, если не подобрать эффективный препарат, риск рецидива после операции резко повысится.

"Внутри макрофагов бактерии надежно защищены от внешнего воздействия, поэтому далеко не каждый антибиотик способен их уничтожить. А теперь мы имеем возможность прямо в лаборатории протестировать различные препараты и оценить, способны ли они справиться именно с теми штаммами микобактерий, которые стали причиной туберкулеза у прооперированного пациента", — подчеркивает Наталья Еремеева.

"Методы тестирования противотуберкулезных препаратов, которые используются обычно, занимают много месяцев. Но главное, чтобы их провести, нужно обязательно получить чистые изоляты микобактерий из тканей легких пациентов в лабораторных условиях. Однако существует так называемый "феномен некультурабельности микобактерий туберкулеза": изоляты удается получить лишь из легких единичных пациентов. Поэтому традиционные методы применимы только для ограниченного круга больных. В нашей методике подобных ограничений нет", — добавляет Елена Уфимцева.

Найти подходящий именно для данного больного антибиотик — половина дела. Не менее важно подобрать дозу, которая сможет уничтожить палочки Коха, но при этом нанесет минимум вреда ослабленному после операции организму пациента.

Новая технология позволяет за пару дней сделать и это — найти оптимальное соотношение эффективности противотуберкулезного препарата и его токсичности. Авторы методики уже получили патент РФ на изобретение "Способ оценки антимикобактериального действия противотуберкулезных препаратов с использованием биологического материала пациентов, больных туберкулезом легких".

Методики есть, а политической воли нет

Разрабатывая описанную выше методику, Елена Уфимцева и Надежда Еремеева сделали еще одно открытие.

"Исследуя ткани из легких различных пациентов, мы обнаружили, что микобактерии внутри макрофагов периодически образуют так называемые корды: выстраиваются вдоль своих длинных осей, заплетаясь в косы, — поясняет Елена Уфимцева. — Мы первыми в мире обнаружили корд-колонии микобактерий в альвеолярных макрофагах из легких пациентов, больных туберкулезом. Раньше такой рост в кордах иногда фиксировали, но лишь в лабораторных условиях при размножении штаммов микобактерий на плотных питательных средах. Феномен объясняли повышенной вирулентностью патогена. Мы связали появление корд-колоний в макрофагах с повышенной вирулентностью микобактерий, инфицирующих легкие больного туберкулезом".

Новая методика позволяет обнаружить корд-колонии тоже всего за 16–18 часов. Сразу же можно сделать вывод: микобактерии в легких больного отличаются повышенной вирулентностью. А как уже говорилось, чем раньше удастся это установить, тем легче предотвратить распространение возбудителя туберкулеза и избежать эпидемии.

"Потому так важно, что мы можем выявить корды уже на следующий день после операции. Напомню, что для анализа вирулентности на морских свинках понадобится три месяца", — подчеркивает Елена Уфимцева.

Корды из палочек Коха — это аналог бактериальных биопленок, которые наиболее устойчивы к действию антибиотиков. Даже если использовать повышенную концентрацию препарата, справиться с бактериями в таких случаях крайне сложно. Поэтому, если вовремя обнаружить корд-колонии, это позволит разработать индивидуальную стратегию лечения пациента после операции. А не допустить обострения и рецидива болезни поможет еще одна разработка сибирских и уральских исследователей.

"Проанализировав поведение микобактерий в исследованных нами тканях легких, мы разработали способ оценки рисков реактивации туберкулезного процесса после операции на легких. Мы уже получили патент на изобретение "Способ определения способности микобактерий туберкулеза к размножению в альвеолярных макрофагах пациентов, прошедших курс противотуберкулезной терапии", — рассказывает Елена Уфимцева.

Авторы инновационных разработок убеждены, что их можно быстро внедрить в медицинскую практику клиник, в которых проводят операции по удалению из легких пациентов тканей с очагами туберкулезной инфекции.

"Еще раз подчеркну, что наши методики просты в исполнении, информативны, наглядны и всего за пару дней позволяют получить результаты, которых не дают стандартные методы, которые сейчас используются в российских клиниках и финансируются государством. Необходимое оборудование для культивирования клеток, световые и флуоресцентные микроскопы во многих клинических лабораториях уже есть. А расходные материалы для выделения клеток из тканей легких стоят копейки. Даже если учитывать, что в России в год проводится примерно 10 тысяч операций по удалению пораженных туберкулезом тканей легких пациентов, сумма все равно получится не слишком большой", — говорит Уфимцева

Что касается ближайших планов, то научные исследования по своей тематике ученые будут продолжать. "В этой работе неоценимую помощь нам оказывает Центр коллективного пользования по анализу микроскопических объектов Института цитологии и генетики, которым руководит Сергей Байбородин. Однако считаю, что необходимо начать целенаправленно заниматься внедрением наших методик в практику", — убеждена Елена Уфимцева.

Полина Виноградова

Черные курильщики Мирового океана

Мы гораздо больше знаем о том, что находится в космосе, чем о том, что расположено в нескольких километрах под поверхностью Земли. Это справедливо и в отношении глубин Мирового океана. В его водах масса загадок еще ждет своего часа. Теме исследования океанских глубин была посвящено выступление сотрудников Института океанологии РАН в Информационном центре Минатома в Новосибирске.

В первой части заведующий лабораторией донной фауны, д.б.н. Андрей Гебрук рассказал об удивительных системах, открытых менее полувека назад, но уже ставших важным объектом изучения для океанологов всего мира. И не только – океанлогов.

В 1977 году группа ученых работала в экспедиции на Галапагосском рифте (океанском разломе в 400 километрах от одноименных островов). Они проводили траление на глубине 2-3 километров, а затем изучали попавшиеся глубоководные формы жизни. По началу улов был небогат, что, в принципе, было ожидаемо. Но очередной трал принес неожиданно богатую добычу: множество желтых медуз, моллюсков в толстостенных раковинах, креветок и рыб нескольких видов. Откуда такое «бурление» жизни на глубине 2400 метров, в довольно холодной воде, без света и под огромным давлением? Что еще интереснее, планктона, которым могли бы кормиться пойманные обитатели океана, в трале практически не было. И в качестве «вишенки на торте», вместе с животными, известными науке, в нем оказались доселе невиданные – метровые белые трубки, из которых торчали красные щупальца. Эти существа назвали вестиментиферами.

Для того чтобы разобраться, что же там такое творится на глубине, в том же году была организована новая экспедиция, уже с глубоководным батискафом «Элвин». Именно ее участники – биологи и геологи – открыли необычное природное явление: на дне рифта было несколько конусовидных образований из которых поднимался… черный дым.

Ученые довольно быстро разобрались, что это вовсе не дым, а фонтаны горячей воды (градусов 300-400), насыщенной половиной таблицы Менделеева (в основном сульфидами металлов). Но за ними так и закрепилось название «черные курильщики». Спустя несколько лет были найдены похожие образования, которые выделяли горячую воду (температурой около 100 градусов), не насыщенную минералами и потому – белого цвета. Как вы, наверное, догадались, их назвали «белыми курильщиками».

Обитателей "курильщика", метровые белые трубки, из которых торчали красные щупальца, назвали вестиментиферами Что же это такое, откуда и зачем взялось и почему вызывает интерес ученых? Давайте разбираться, тем более, за прошедшие десятилетия о них удалось узнать немало.

Во-первых, они не уникальные – черные и белые «курильщики» к нашим дням найдены во всех океанах, главным образом, на стыках тектонических плит. Больше того, недавно их обнаружили на дне Байкала (который также расположен на стыке двух расходящихся плит). Правда, фактически, увидеть их не удалось даже с помощью батискафа, поскольку дно глубочайшего озера покрыто многокилометровым слоем донных отложений, а курильщики расположены под ней. Зато в районе Камчатки их можно наблюдать вообще без батискафа, там несколько «курильщиков» расположено в прибрежной зоне, на глубине около метра. Правда, они маленькие – несколько десятков сантиметров высотой. А вот в Калифорнийском заливе в 1986 году экспедиция советских и мексиканских геологов на судне «Академик Мстислав Келдыш» открыла несколько гигантских «курильщиков» - самый высокий достигал 55 метров, а «дым» над ним поднимался еще на 200 метров.

Так что же такое «курильщик». Это гидротермальный источник, по своему строению ближе всего к гейзерам. На дне океана, вода сквозь трещины проникает довольно глубоко под землю. А в местах стыка тектонических плит раскаленная порода литосферы подходит довольно близко к поверхности дна. Вода, соединяясь с ней разогревается до тех самых 300-400 градусов и обогащается химическими элементами, содержащимися в литосфере. А затем, через другие трещины разогретая смесь прокладывает себе дорогу наверх. Так на дне начинает бить «гейзер». Поскольку происходит это обычно на глубине, где температура окружающей воды довольно низкая, то и фонтан с каждым метром вверх остывает (оставаясь горячим в месте выхода на поверхность), твёрдые частицы оседают и формируют вокруг водяных фонтанов конические трубы. Так формируется «черный курильщик». В случае с «белыми курильщиками» - схема похожая, но в создании конуса участвует большей частью донные отложения.

Понятно, почему «курильщиками» интересуются геологи. В частности, они изучают процессы нефтеобразования, которые протекают в некоторых из них. Но не меньший интерес к ним проявляют биологи.

Помните, с чего мы начали? Трал с глубины принес неожиданно богатый улов. Оказалось, что в окрестностях фонтана глубоководного кипятка бурно развивается жизнь, причем, достаточно специфическая. Активно изучать ее начали в конце прошлого века, после создания специальных глубоководных управляемых аппаратов. Миниатюрные подводные лодки позволили исследователям погружаться на глубины в несколько тысяч метров, своими глазами видеть дно и собирать образцы грунта с помощью механических манипуляторов.

Фауна «курильщиков» - это отдельный замкнутый мир, который приспособился жить не просто на глубине (без света и под огромным давлением), но еще и рядом с постоянно работающим гейзером, насыщающим воду вокруг себя ядовитыми химическими соединениями.

Настоящие мастера адаптации. Кстати, в последнее время эти механизмы адаптации заинтересовали исследователей, чьи научные интересы очень далеки от дна океанов. А именно – специалистов по Венере. Исходя из имеющихся сегодня данных, ученые склонны считать, что верхнюю часть атмосферы Венеры составляют плотные облака с высоким содержанием водяного пара и серной кислоты. Считалось, что жизнь в таких условиях невозможна. Но условия обитания в непосредственной близости от «черного курильщика» в чем-то похожи на венерианские. И если некоторые организмы смогли к ним адаптироваться, да еще и успешно размножаться, то, может быть, и венерианская атмосфера не так стерильна, как казалось ранее.

Как и везде самые многочисленные обитатели здешних мест – бактерии и другие микроорганизмы. Ареал их обитания подходит к вершине «курильщика» наиболее близко: там, где стенки трубы имеют толщину 4–6 см, а температура окружающей среды (назвать водой эту смесь язык не поворачивается) равна 100–120 градусам. Эти бактерии сплетаются в единую массу, которую называют – маты, размерами до нескольких квадратных метров.

Ниже, где температура опускается до 50 – 60 градусов располагаются организмы посложнее – помпейские черви. Так их назвали по аналогии с жителями Помпеи, которые жили у подножия вулкана. Сначала их можно было только наблюдать, причем издалека, поскольку при попытке извлечь червяка в более удобные для человека условия, он погибал. Но недавно, используя технику, которая поддерживала необходимое давление среды, учёным из Университета Пьера и Марии Кюри (Франция) удалось поднять червей живыми и здоровыми и доставить их в лабораторию. Тело червя находится в трубке и имеет длину около 12 сантиметров. Они окрашены в ярко-красный цвет, что обусловлено чрезмерно высоким содержанием гемоглобина в их крови. Помимо термоустойчивости, червь еще неплохо справляется с ядовитым содержанием выбросов «курильщика», благодаря живущим в симбиозе с ним сероводород-окисляющим нитчатым бактериям, которые густо покрывают всю его спину. Червь обеспечивает им регулярное омовение водой, а их органические выделения являются для него основным источником пищи.

Долгое время считали, что помпейские черви единственные существа на планете, кроме бактерий, которые могут постоянно жить при таких высоких температурах. Но затем выяснилось, что между ними ползают мелкие кольчатые черви, заселяющие пустые трубки погибших «помпейцев».

Чем дальше от жерла «курильщика», тем богаче становится биосфера. Там, где температура опускается ниже 40 градусов, видны сплетения белых трубок гигантских (до 2,5 м) червей с ярко-алыми щупальцами. Это вестиментиферы, о которых говорилось выше, тоже, по сути, эндемики здешней фауны. Далее пространство вокруг трубы курильщика на несколько десятков метров заселено огромными двустворчатыми моллюсками длиной 30–40 сантиметров. Между ними и в зарослях трубок ползают тысячи белых крабов и слепых раков, миллионы креветок и т. д. Всего на сегодня открыто около 500 различных видов животных, и для 80 % из них нет аналогов на поверхности океана. При этом большинство из них толком не изучено. Так что работы хватит не на одну диссертацию.

А ведь есть еще и загадки, к ответам на которые человек пока даже близко не подобрался. О некоторых из них шла речь во второй части лекции, прочитанной к.б.н. Дмитрием Астаховым (лаборатория океанической ихтиофауны), но о них – в следующий раз.

Сергей Исаев

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS