Создание у нас в стране гигантских мусорных полигонов правозащитники уже на полном серьезе начинают квалифицировать как «геноцид местного населения». В этой связи изумляет даже не то, что людям бесцеремонно навязывают решения об организации свалок, а то, что власти упорно игнорируют содержательный диалог с учеными, готовыми подсказать оптимальное решение проблемы. Впечатление такое, будто наверху ничего не знают ни об отечественных разработках, ни об успешном зарубежном опыте. Причем не только не знают, но ничего не желают знать. В любом случае решения принимаются так, словно оптимального выхода из ситуации просто не существует: куда ни кинь – всюду клин. Либо устраиваем полигоны, либо решаем проблему так, что никто не замечает каких-то положительных изменений. Чаще всего людей просто ставят перед фактом: здесь будет свалка, всем молчать!

На самом же деле ситуация с мусором далеко не безысходна, и там, где за проблему берутся всерьез, она все-таки решается. Заметим, что в нашей стране перерабатывается примерно 5-7% ТКО, порядка 90% мусора отправляется на полигоны и на несанкционированные свалки. Ежегодно под свалки выделяется порядка 400 000 га земли. Для сравнения, в странах ЕС перерабатывается (в среднем) порядка 60% ТКО. В шести европейских странах - Германии, Бельгии, Дании, Швеции, Нидерландах и Швейцарии - на свалки отправляется менее 20% мусора (в первую очередь, благодаря практике массового разделения отходов в местах их образования). В США перерабатывается примерно 40% мусора, в Японии перерабатывается 20 % (остальное – сжигается).

Важно учесть, что в тех странах, где добились хороших результатов при решении мусорной проблемы, ей уделяется очень серьезное внимание как в сфере управления, так и на законодательном уровне. Помимо этого, ведется очень большая пропагандистская работа. Иными словами, власть находится в режиме постоянного диалога с общественностью, в силу чего всякие «закулисные» подходы здесь не срабатывают. Они немыслимы в принципе.

В этом плане нам бы не помешало внимательно изучить успешный зарубежный опыт, чтобы применить его к нашим условиям. Так, половина домов в Швеции (включая и многоэтажки) отапливается за счет сжигания ТКО. Параллельно вырабатывается и электроэнергия. Причем компании, поставляющие эту энергию, дополнительно зарабатывают и на приемке мусора. Всего на сжигание идет примерно 48% отходов. Еще 35% отправляется на техническую переработку, 14% - на биологическую переработку и только 1,4% - на захоронение. Самое интересное, что Швеция» «импортирует» мусор из соседних стран, поскольку рассматривает его, в первую очередь, как сырье!

Характерно, что все предприятия, занимающиеся термической переработкой мусора, являются муниципальными. Муниципалитеты же инвестируют в создание таких предприятий и распоряжаются ими. Примерный срок окупаемости инвестиций составляет где-то 7 – 10 лет. Правда, необходимо учитывать, что коммунальные платежи в Швеции существенно выше, чем в России, поскольку потребитель платит и за вывоз мусора, и за его доставку на фабрику, и за переработку.  Он же потом платит за выработанную энергию. Плата за «коммуналку» поглощает не менее четверти доходов семьи, однако благодаря этому муниципалитеты имеют возможность самостоятельно решать проблему утилизации отходов. И решать весьма успешно.

С технологической точки зрения не меньший интерес представляет биологическая утилизация ТКО. Так, в Германии на протяжении двадцати лет неплохо развивается проект «биоконтейнер». Суть его в том, что пищевые отходы здесь собираются и перерабатываются в биогаз, почву и органические удобрения. Показательно то, что сумма инвестиций в данный проект уже достигла четырех миллиардов евро! В США для сбора пищевых отходов используют автомашины, которые объезжают районы по установленному графику.

Таким образом, мы можем выделить как минимум два современных подхода к утилизации отходов. Условно говоря – термический и биологический. О термической утилизации ТКО мы уже писали неоднократно.

Еще раз напомню, что конкретно в Новосибирске есть предприятия по выпуску соответствующего оборудования, позволяющего безопасно для среды сжигать органический мусор и вырабатывать энергию. Поэтому при желании мы вполне можем пойти «шведским» путем. Однако биологическую утилизацию также не стоит сбрасывать со счетов. В настоящее время на острове Ольхон (о чем мы также неоднократно сообщали) новосибирские ученые как раз реализуют экологически ориентированный проект, связанный с переработкой органики в полезный продукт.

Данная наработка позволит в дальнейшем применить этот опыт к решению «мусорной» проблемы в масштабах всей страны. И соответствующие предложения, кстати, уже закреплены нашими учеными в подробной аналитической справке.

В чем здесь основной посыл? Дело в том, что содержащаяся в ТКО органика, с одной стороны, превращает мусор в источник заражения воздуха и почвы при хранении его на полигонах (из-за неизбежных биохимических процессов). Но она же, органика, исходно является ценным компонентом, пригодным для дальнейшего использования. Ее можно либо сжечь, либо переработать в какой-либо продукт. Поэтому первое, что необходимо сделать, чтобы превратить мусор в ценное сырье – это осуществить максимальное выделение органической составляющей, на которую в общем объеме (в зависимости от региона) приходится до 40 процентов. Причем, желательно это делать на самых ранних этапах сбора мусора. Выделение органики из отходов дает возможность переработать ее в биогрунты и удобрения, которые затем можно использовать для восстановления почв в сельскохозяйственном производстве. В свою очередь, очищенные от органических включений компоненты ТКО, разделенные на фракции, превращаются в ценное вторсырье. В итоге мы получаем практически «безотходный» способ удаления отходов.

Основным видом биологической переработки органики является компостирование. Самый простой и дешевый способ – получение компоста на открытых площадках. Здесь, фактически, основную работу осуществляет сама природа. Недостатком являются слишком растянутые сроки «созревания» этого полезного продукта. В климатических условиях Западной Европы на это уйдет 3-4 месяца. В условиях Сибири процесс растянется как минимум на пару лет. Чтобы сократить сроки, можно применить специальную технологию анаэробного термического компостирования в заводских условиях. Правда, это потребует достаточно больших инвестиций и эксплуатационных затрат. Тем не менее, практика показывает, что переход к «заводскому» способу обеспечивает более высокую экономическую выгоду по сравнению с обычным складированием. И что еще очень важно – такой способ более выгоден и в сравнении со сжиганием.

Есть и другой способ ускоренного компостирования, который опирается на использование специальных биопрепаратов. Эти биопрепараты представляют собой сухой набор селекционных микробов и ферментов, совокупно влияющий на ускорение компостного процесса. В активной фазе процесса эти культуры обильно вырабатывают тепло (до 60 градусов Цельсия), что приводит к гибели патогенных микроорганизмов и снижает жизнеспособность семян сорняка.

Причем, в нашей стране уже есть примеры использования ускоренного способа компостирования в масштабах отдельного предприятия. Такой завод действует в г. Тольятти в Самарской области – с объемом переработки 90 тыс. тонн ТКО в год. Основной продукцией предприятия являются: компост, смеси почвы на основе компоста и вермикомпост.

Насколько перспективно данное направление переработки мусора с коммерческой точки зрения? Об этом убедительно говорит следующий факт. Так, изучение потенциального спроса на компост в США показало, что если бы все органические отходы в этой стране были подвергнуты компостированию, то спрос был бы удовлетворен всего лишь на 10 процентов. При этом потенциальные экономические выгоды США при переходе от свалок и мусоросжигания к компостированию «мусорной» органики дал бы экономию от одного до двух миллиардов долларов в год.

В свете приведенных цифр наши ученые предлагают рассмотреть возможность строительства рентабельного комплекса замкнутого цикла, который будет перерабатывать ТКО (а также сточные воды, являющиеся еще одним источником органики) в полезные товарные продукты с полной реализацией. Еще раз напомним, что сегодня на Ольхоне уже пытаются включить в такой единый перерабатывающий комплекс органические пищевые отходы и стоки.  На выходе планируется получать экогрунт с высоким содержанием гумуса (благодаря использованию вермикультуры), а также биогаз и органоминеральные удобрения. Понимаем, что пока подобные проекты воспринимаются как фантастика, однако с технической точки зрения они не более фантастичны, чем любая современная технология. Понять общий замысел нам мешают только укоренившиеся предрассудки и стереотипы, в соответствии с которыми мусор воспринимается исключительно как «грязь» и «зараза». Однако достаточно избавиться от этих стереотипов, как перед нами откроются ошеломляющие перспективы, ведущие нас прямой дорогой к Шестому технологическому укладу.

И напоследок, почему так важно уделять внимание именно биологическому направлению при переработке отходов? Дело в том, что к настоящему времени наша цивилизация уничтожила почти половину плодородных земель. Отсюда следует, что возврат в природу утраченных органических компонентов является одной из насущных задач, от решения которой зависит будущее всего человечества.

При написании этого материала использовалась информация, предоставленная Ассоциацией экспертов по экотехнологиям, альтернативной энергетике и экологическому домостроению

Олег Носков

Продолжаем нашу «нобелевскую серию». Нобелевскими лауреатами по химии в этом году стали американский физик Джон Гуденаф, британский химик Стэнли Уиттингем и японский химик Акира Есино за развитие литий-ионных батарей. Иначе говоря, наградили за конкретную технологию, плодами которой пользуется огромная часть населения планеты.

Что же, подобное случалось и раньше: первым в истории нобелевским лауреатом по физике стал Вильям Рентген за открытие икс-излучения, без которого трудно представить современную медицину, да и в других отраслях оно используется широко. Но то физика, а были прецеденты в номинации «химия»?

Я бы отнес к таковым премию 1923 года за открытие инсулина. Кстати, исследования этого гормона отмечались «Нобелем» трижды, а сама история вопроса – очень характерный пример, того как научные решения конвертируются в технологии, без которых мы сегодня не представляем жизни.

И не удивительно. Веками слово «диабет» звучало как приговор. Жизнь заболевшего обычно ограничивалась семью-восьмью годами. После чего он умирал – от различных осложнений и от истощения, вызванного безуглеводной диетой, которую тогда было принято прописывать больным диабетом.

Ситуация изменилась 1921 году, когда и канадский биохимик Фредерик Бантинг и шотландский профессор медицины Джон Маклеод получили первую порцию специального белка – инсулина и доказали, что это он регулирует уровень сахара в крови. Для Бантинга причиной начать исследования в этой области стала личная трагедия: в 1919 году от диабета скончался друг его детства. Талант ученого плюс сильная мотивация позволили ему пройти путь от постановки задачи до ее решения всего за три года.

Впрочем, канадец начинал не на пустом месте. Еще в 1869 году немецкий патологоанатом Пауль Лангерганс-младший обнаружил в поджелудочной железе скопления секреторных клеток (их так и назвали – «островки Лангеранса») и установил, что они как-то связаны с уровнем сахара в крови и моче, и соответствено, с развитием диабета.  Спустя несколько лет это подтвердили экспериментально: у собаки удаляли поджелудочную железу и наблюдали все симптомы сахарного диабета — резкий подъем уровня сахара в крови и моче.

После этого врачи пробовали кормить пациентов с диабетом свежей поджелудочной железой животных или экстрактами из нее. Но результата это не давало. Сейчас уже понятно почему - поджелудочная железа в случае нарушения ее целостности просто переваривала инсулин. Но тогда о существовании этого гормона еще не было известно.

Бантинг тщательно изучил опыт предшественников, а затем, ему, как и Менделееву, приснилось решение проблемы. Вскочив среди ночи, он записал: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собак. Подождать шесть-восемь недель. Удалить и экстрагировать».

Следующим шагом был поиск средств на проведение исследований (фондов, раздающих гранты на постоянной основе, тогда фактически не было). Бантингу удалось найти способ лучше, он сумел заинтересовать своей идеей крупного специалиста по диабету, этнического шотландца, бывшего в то время профессором университета в Торонто Джона Маклеода. Так он получил возможность пользоваться самой продвинутой физиологической лабораторией в Канаде. Там, вместе с лаборантом Чарльзом Бестом, они впервые выделили инсулин, затем удалили собаке поджелудочную железу и ввели гормон. Собака продолжала жить, а значит, исследования шли по верному пути.

Далее надо было подтвердить результаты на людях. Строгих протоколов клинических исследований тоже еще не было и потому уже 11 января 1922 года им предоставили первого настоящего пациента, четырнадцатилетнего Леонарда Томпсона. После курса инъекций инсулина, диабет перестал прогрессировать, мальчик начал прибавлять в весе.

В 1923 году авторы исследования получили свою Нобелевскую премию. Правда в их составе произошли изменения: в числе лауреатов оказался Маклеод, но не было Чарльза Беста. В прошлый раз я отмечал, что награждение премией порой сопровождается серьезными скандалами. И это был как раз такой случай. Сначала Бантинг хотел демонстративно отказаться от премии вообще. Друзья отговорили его от такого выпада, тогда ученый отдал (и позаботился о том, чтобы об этом узнали все) половину премии Бесту и во всех публичных выступлениях (включая Нобелевскую церемонию) подчеркивал его роль в открытии инсулина.

В том же году фармацевтическая фирма Eli Lilly and Company приступает к промышленному производству инсулина под торговой маркой «Илетин». Производство инсулина для диабетиков на глазах превратилось в серьезную индустрию.

Поскольку уровень сахара в крови практически одинаково регулируется у всех млекопитающих, инсулин стали вырабатывать от домашних животных – в основном от коров и свиней. Но не все было гладко: иногда инъекции провоцировали страшные аллергии, кожа в месте укола начинала гноиться, появлялись болезненные утолщения. Сегодня мы знаем причину - белковая цепочка человеческого инсулина состоит из 51 аминокислоты, свиной отличается от человеческого на одну аминокислоту, а коровий инсулин – на три.

Но чтобы установить это, ученым пришлось проделать немало работы. Для начала, Фредерик Сенгер сумел определить точную последовательность аминокислот, образующих молекулу инсулина (так называемую «первичную структуру»). Эту работу тоже отметили Нобелевской премией по химии в 1958 году (Сенгер остается единственным в истории дважды нобелевским лауреатом по химии). Спустя десятилетие Дороти Кроуфут-Ходжкин с помощью метода рентгеновской дифракции определила пространственное строение молекулы инсулина. Её работы также отмечены Нобелевской премией.

Теперь было известно, как устроен гормон, чем инсулин животных отличается от человеческого, что и объясняло нежелательные побочные эффекты. Еще одним недостатком такой технологии получения инсулина была высокая себестоимость. Фактически, для его выделения приходилось разводить и умерщвлять большое количество крупного домашнего скота. И с распространением диабета периодически возникали ситуации дефицита инсулина.

Наука смогла решить и эту задачу, причем эта история является одним из первых коммерческих проектов в области биотехнологий, поэтому она достойна более подробного рассказа.

В 1976 году в Сан-Франциско встретились известный (в относительно узких окологенетических кругах) ученый-биолог Герб Бойер и пока малоизвестный даже среди финансистов специалист по венчурным фондам Боб Соунсон. Их встреча, проходившая в теплой атмосфере пивного бара (учитесь правильно проводить переговоры!) вылилась в идею основания первой в мире биотехнологической компании. С названием решили не заморачиваться и окрестили фирму Genentech.

Выбор первого продукта для продажи тоже был недолгим. Технология рекомбинантной ДНК (одним из авторов которой и был Бойер) позволяла внедрить в бактерию ген, ответственный за производство определенного белка. Значит, надо выпускать модифицированные штаммы бактерий, производящие белок, имеющий рыночную стоимость. Такой, как инсулин.

Только в США тогда было 8 миллионов диабетиков и всем им требовались регулярные инъекции инсулина. Рынок был очень заманчивый и это сумели понять не только основатели Genentech. В Гарварде примерно такие же мысли посещали профессора биохимии Уолтера Гилберта. И в 1978 году в Женеве он вместе с коллегами из Эдинбургского и Цюрихского университетов провели переговоры с банкирами, результатом которых стало появление компании Biogen, которая также в качестве первого проекта сделала ставку на производство инсулина. Теперь стоял вопрос о том, кто первый выдаст на рынок готовый продукт.

А для этого надо было решить ряд очень непростых задач, первая была связана с интронами - некодирующими фрагментами ДНК: у человека они есть, а у бактерий нет. И если наши клетки научились вырезать их, чтобы они не мешали синтезу белка, то бактериям не было в этом нужды. До тех пор, пока биологи не стали внедрять в них участки человеческой ДНК. И теперь бактериям надо было как-то избавляться от присутствующих в этих участках интронах.

В Genentech попробовали химически синтезировать нужные участки гена, иначе говоря сделать его искусственную копию, но уже без интронов. А уже затем клонировать ее. Это был неудобный метод, но зато он соответствовал жестким законодательным ограничениям по работе с ДНК в США того времени.

Гилберт, который, кстати, первым предположил существование интронов в своей статье в Nature, пошел другим путем, взяв за основу другое замечательное достижение в молекулярной биологии – ретровирусы.

Это такая группа вирусов, у которых РНК есть, а ДНК нет, самый известный из них - ВИЧ. Но так длится только пока вирус не проникает в клетку организма-хозяина. Там он запускает процесс превращения своей РНК в вирусный ДНК-геном, который дает ему возможность размножаться. Удается этот «фокус» благодаря особому белку, который открыли Говард Темин и Дэвид Балтимор. Они назвали его обратная транскриптаза.

Ученые не были бы учеными, если бы не придумали, как применять эту особенность некоторых вирусов в своей работе на благо человечества. Компания Biogen построила на ней свою технологию получения человеческого инсулина без интронов, который можно было внедрять в бактерии. Сначала выделяется матричная РНК, синтезируемая геном инсулина. Интронов в ней нет, но для клонирования в бактериях она не подходит. Воздействуя обратной транскриптазой, из нее делают фрагмент ДНК, который тоже не содержит интронов, зато в нем есть вся необходимая бактерии для синтеза человеческого инсулина информация. Вся эта схема была опробована на лабораторных крысах. В итоге в лаборатории получили бактерий, сутками напролет синтезирующих крысиный инсулин.

Чисто технологически, путь Гилберта и коллег был более выигрышным, но Соунсон (из Genentech) лучше разбирался в том, как работают институты современного общества. Гилберт и коллеги были остановлены теми самыми ограничениями. Сначала от них потребовали для работы с человеческим инсулином заполучить помещение с высшим уровнем защиты (таких в мире единицы и в них работают с особо опасными вирусами). А потом написали еще кучу правил. Вот как описывал типичную процедуру входа и выхода из лаборатории один из сотрудников Гилберта: «Ученые полностью раздевались, после чего натягивали казенные белые длинные трусы, черные резиновые ботинки, голубую униформу вроде пижамы, бежевый больничный халат, застегивающийся сзади, две пары перчаток и голубую пластиковую шапочку, напоминающую шапочку для душа. Затем всё быстро промывалось в формальдегиде. Всё. Все приборы, все бутылочки, вся лабораторная посуда, всё оборудование. Все научные рецепты, написанные на бумаге, также проходили такую мойку; так что ученые складывали бумагу по листику в пластиковые пакеты Ziploc и надеялись, что формальдегид туда не просочится и не превратит бумагу в бурую рассыпчатую массу вроде пергамента».

При этом вирусы как таковые в работе не были задействованы вообще, речь шла лишь о клонировании фрагмента человеческой ДНК.

Но и Сноусону было непросто. Обойдя большую часть бюрократических процедур за счет того, что они работали с искусственной копией ДНК, они столкнулись с акулами из Eli Lilly and Company. Эта корпорация, как уже говорилось, первой начала производить инсулин, используя свиней и коров, и к концу 1970-х контролировала большую часть западного рынка. Люди ворочали миллиардами, и компания умников со своим человеческим инсулином их своим появлением не порадовала. С другой стороны, удобства этой технологии были очевидны.

Сноусен тоже понимал, что войну им не выиграть. И пока его коллеги по компании вели инсулиновую гонку с Гилбертом, он изо всех сил стремился договориться с руководством Eli Lilly о партнерстве на взаимовыгодных условиях.

Соглашение было подписано в августе 1978 года, на следующий день после первого успешного эксперимента по синтезу инсулина из бактерий. А через два года Genentech вышла на рынок как успешный партнер фармацевтического «монстра» с миллиардными оборотами. Биология становилась не просто наукой, но динамично развивающимся рынком. И сегодня уже никого не удивляет, что практически половина финансирования мировой науки приходится на исследования в области биологии и медицины. Равно как и то, что определенные технологии достойны Нобелевской премии не меньше, чем фундаментальные научные результаты.

Сергей Исаев

По инициативе Профсоюза работников Российской академии наук сотрудники академических институтов из разных регионов страны впервые стали участниками Всемирного дня действий «За достойный труд!», который, начиная с 2008 года, проводится 7 октября более чем в ста странах мира. В этот день профактивисты и другие неравнодушные граждане организуют шествия, митинги, пикеты, напоминая власти и работодателям о необходимости соблюдения принципов социальной справедливости, учета интересов людей труда.

Как правило, на эти акции люди выходят не только с общезначимой повесткой – за качественные и безопасные рабочие места, достойную и справедливую оплату труда, надежные социальные гарантии – но и с собственными лозунгами, отражающими наиболее актуальные проблемы в конкретных отраслях и отдельных организациях.

Основными лозунгами, которые выдвинули региональные подразделения Профсоюза РАН, стали: «Бюджет науки должен быть увеличен!», «Требуем равную оплату за равный труд для всех ученых России!», «Повысить заработную плату всем категориям сотрудников институтов!».

В разосланных накануне акции в СМИ пресс-релизах и розданных во время акций интервью представители проф-союза не уставали напоминать: указ президента №599 от 7 мая 2012 года, обязывающий правительство к 2015 году увеличить внутренние затраты на исследования и разработки до 1,77% ВВП, до сих пор не выполнен (этот показатель сегодня составляет 1,1%). Выпущенный тогда же указ №597 о повышении зарплат научных работников до 200% от среднерегиональной не обеспечен достаточными средствами, а попытки его реализации породили множество проблем.

Одна из них – региональная дискриминация: зарплата научных сотрудников одинаковой квалификации, выполняющих равный объем работ, в «столицах» в разы больше, чем в регионах. Ширится разрыв в опла-
те труда ученых и обеспечивающего исследования квалифицированного инженерно-технического и вспомогательного персонала. Практически повсеместно научных работников переводят на неполный рабочий день, так что реальные зарплаты у многих не растут, увеличиваясь только на бумаге.

«Указную» тематику, которая давно уже в зубах навязла, участники акций обыграли наибольшим количеством транспарантов: «И где обещанные президентом 1,77%?», «Неполная занятость – обманный способ выполнения майских указов»», «Хотим познакомиться с учеными, получающими зарплату в два раза больше среднерегиональной». «Нельзя изменить указ – присоедините нас к Москве», – писали на своих плакатах представители отдаленных регионов.

Досталось и новым президентским инициативам: «Без должного финансирования нацпроект «Наука» – фикция!». Откликаясь на совсем недавние действия власти, критикуемые научным сообществом, пикетчики требовали не проводить реформу российских научных фондов без согласования с учеными и прекратить принявшее массовый характер изъятие у академических учреждений федеральной собственности.

Акция началась во Владивостоке, и не только потому, что там раньше встает солнце. Приморская региональная организация Профсоюза работников РАН еще накануне Всемирного дня действий сделала своеобразный анонс будущего выступления. Она провела в пригороде Владивостока, в любимом месте отдыха горожан «У трех пещер», традиционные соревнования по экстремальному туризму для команд первичных профорганизаций институтов Дальневосточного отделения РАН. Перед началом состязаний участники рассказали зрителям о проблемах науки и организовали флешмоб – сфотографировались с плакатами на подготовленных для соревнований веревках и лесенках. А уже 7 октября со своими лозунгами ученые-дальневосточники приняли участие в пикете, организованном совместно с Федерацией профсоюзов Приморья.

В Сибири эстафету подхватили сотрудники Новосибирского и Томского научных центров. Первые вышли на пикет к памятнику много сделавшему для развития науки в регионе академику Валентину Коптюгу, вторые в обеденный перерыв выстроились длинной живой цепью на площади перед одним из институтов Академгородка. Эти акции активно освещала местная пресса.

В Бурятском научном центре на пикет у здания президиума БНЦ РАН, где размещена бóльшая часть академических институтов Улан-Удэ, вышла в основном научная молодежь. Лозунги у молодых ученых, надо сказать, были вполне взрослыми: «Требуем увеличения субсидий на содержание имущества!», «Долой бюрократа из науки!».

Сотрудники Казанского научного центра РАН провели одиночные пикеты на площади Свободы у здания правительства Татарстана. Представители академических организаций Нижнего Новгорода созвали пресс-конференцию в теплых институтских стенах, а потом встали в массовый пикет на дожде и ветру. Благо для акции заранее были подготовлены накидки-дождевики с логотипом профсоюза. Нижегородская власть не согласовала проведение пикета рядом с Институтом прикладной физики РАН, ученых вытеснили на окраину города.

В подмосковном наукограде Пущино плохая погода тоже не помешала собраться на пикет активистам из всех десяти расположенных здесь институтов РАН. Городская администрация дважды под разными предлогами отказывала в проведении акции и согласовала место, только когда руководство объединенного профкома научного центра предупредило, что в любом случае проведет одиночные пикеты по всему городу.

Надежда ВОЛЧКОВА

Продолжаем отслеживать предшественников нынешних нобелевских лауреатов. В этом году «Нобеля» по физике вручили за вклад в развитие космологии и открытие новых астрономических объектов. Надо признать, что астрономия не очень часто оказывается во главе списка кандидатов на премию. А премия за открытия новых объектов в далеком космосе вручалась и того реже. Но все же такие случаи были и предлагаем вспомнить этих лауреатов и их вклад в мировую науку.

К их числу следует отнести немецко-американского физика-ядерщика Ханса Бете, удостоенного премии в 1967 году «за вклад в теорию ядерных реакций, особенно за открытия, касающиеся источников энергии звёзд». В чем же, собственно, был вклад.

Поначалу Ханс Бете много и успешно занимался квантовой механикой и квантовой электродинамикой. Но, покинув Германию после прихода к власти Гитлера, он, уже в качестве профессора университета Корнелла сосредоточился на ядерной физике. Накануне Второй мировой войны, Бете с коллегами опубликовали серию из трех статей, в которых суммировались основные известные вопросы по ядерной физике. Впоследствии эти труды стали неофициально известными как «Библия Бете».

Но причем тут астрономия, спросите вы. До звезд, на самом деле, оставалось совсем немного. В 1938 году Бете пригласили принять участие в Вашингтонской конференции университета теоретической физики, посвященной как раз энергии звезд. Поначалу он не хотел ехать, поскольку это было не совсем в области его научных интересов. Но коллеги убедили, что мероприятие будет интересно и ему.

Организаторы конференции подробно изложили то, что было известно о температуре, плотности и химическом составе Солнца и предложили участникам придумать объяснение, что энергия Солнца — результат протон-протонной цепной реакции. Бете, работая в сотрудничестве с Чарльзом Кричфилдом, предложили серию последовательных ядерных реакций, объясняющих происходящие на Солнце процессы. Это был прорыв в понимании процессов протекания термоядерных реакций в массивных звёздах, который, конечно, нельзя прямо отнести к области космологии. Но для более полного понимания свойств и эволюции Вселенной в целом, знание этих процессов тоже необходимо.

Еще ближе к космологии труды физиков, отмеченные Нобелевской премией в 1983 году. Тогда американский астрофизик Уильям Альфред Фаулер получил ее за теоретическое и экспериментальное исследование ядерных реакций, имеющих важное значение для образования химических элементов во Вселенной. А его индийский коллега Субраманьян Чандрасекар (правда, к тому времени давно живший в США) - за теоретические исследования физических процессов, играющих важную роль в строении и эволюции звёзд. Уже в своих ранних работах (в 1930-х годах) Чандрасекар показал, что большие и малые звезды ведут себя по-разному после того, как погаснет их ядерный огонь. С помощью квантовой механики и теории относительности он проанализировал поведение звездного вещества в процессе его сжатия, уделяя особое внимание электронам.

Если масса звезды достаточно мала, то гравитационное давление, вызывающее сжатие, постепенно уравновешивается внутренним давлением, и звезда достигает положения равновесия при размерах белого карлика.

Однако если масса звезды превосходит определенную величину, то электроны будут постепенно сжиматься до такой степени, что их скорости станут близки к скорости света, условие, называемое релятивистским вырождением. В результате гравитационное сжатие превзойдет противодействующие силы, и звезда будет продолжать сжиматься до невероятно малого размера и огромной плотности. Критическая масса звезды, ниже которой звезда может стать белым карликом, известна теперь как граница Чандрасекара. Она в 1,4 раза превышает массу Солнца.

А вот, если масса звезды в два и более раза превышает массу Солнца, предсказал Чандрасекар, она выделит такое огромное количество энергии, что, превратившись в сверхновую, взорвется. Ее наружная оболочка будет выброшена в пространство, а остаток сожмется до устойчивой нейтронной звезды, не содержащей электрически заряженных электронов и протонов. Плотность такого объекта должна быть порядка 100 млн. тонн на кубический сантиметр.

Когда индиец опубликовал свои расчеты впервые, ему было всего 24 года. Но ждать окончательного признания своих заслуг ему пришлось еще почти полвека.

Определенно вкладом в космологию стоит считать открытие ускоренного расширения Вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых, Нобелевскую премию за которое вручили в 2011 году Солу Перлмуттеру, Адаму Риссу и Брайану Шмидту. А теперь Нобелевский комитет отметил вклад Джима Пиблза, описавшего, в частности, процесс образования крупномасштабных структур в ранней Вселенной – галактик и их скоплений.

Два других лауреата - Мишель Майор и Дидье Кело, как известно, награждены за открытие экзопланеты у другой звезды. И надо отметить, что открытие нового типа астрономических объектов приносило автору Нобелевскую премию даже реже, чем заслуги в области космологии. Но, как минимум, один такой пример привести можно.

Это лауреат премии 1974 года Энтони Хьюиш. Хотя назвать его первооткрывателем не совсем корректно.

Началась эта история в 1965 году, когда Хьюиш работал в университете Кембриджа и завершил работу над проектом особого радиотелескопа для приёма и анализа сигналов космических квазаров. Радиотелескоп должен был занимать участок площадью 4,5 акра. На нём планировалось смонтировать 200 километров проводов стоимостью 15 тысяч фунтов стерлингов. Монтаж проводов выполнила группа студентов и аспирантов, занимавшаяся у профессора Хьюиша.

Сигнал, полученный радиотелескопом записывали самописцы, в день получалась тридцатиметровая бумажная лента, покрытая зигзагообразной кривой, чем-то похожей на электрокардиограмму. Эти показания надо было расшифровывать, причем, на тот момент никто толком не знал, как это делать. Приходилось искать и анализировать закономерности в многочисленных зигзагах, да еще и, в виду отсутствия компьютеров, делать это вручную.

Как это часто бывает, основная черновая работа свалилась на плечи лаборантов, в первую очередь на одну из аспиранток Хьюиша – Джоселин Белл. По скромным подсчетам ей пришлось просмотреть и обработать больше 50 километров бумажной ленты. И в итоге, именно она первой обратила внимание на регулярные пики, не похожие на привычные сигналы, регистрируемые радиотелескопом.

Сигнал то исчезал, то появлялся, но когда он был, то пики радиоизлучения шли равномерно, с периодичностью 1,33 секунды между максимумами. Зная периодичность, Белл сумела привязать источник загадочного сигнала к конкретному участку звездного неба. И только тогда сообщила о своей находке научному руководителю.

Хьюиш поначалу счел, что дело в некоей ошибке, а источник сигнала имеет земное происхождение. А когда было подтверждено, что он идет из космоса, стало ясно, что астрономы столкнулись с ранее неизвестным объектом. Их назвали пульсарами. И после опубликования первой статьи о них за авторством Хьюиша и Белл (вышла в 1968 году), начали искать целенаправленно. К 1974 году их число уже измерялось десятками, а в наши дни – тысячами. То есть, пульсары – не какая-то экзотика, а довольно распространенный класс звезд.

К чести профессора, он лично никогда не пытался присвоить всю славу открытия себе, наоборот, в своей Нобелевской речи много раз упомянул ее имя, но решением Нобелевского комитета Джоселин Белл осталась «за бортом» награждения. Несколько лет спустя сама Белл так прокомментировала ситуацию вокруг пульсаров и премии:

«Высказывались предложения, что я должна получить часть Нобелевской премии, которая была присуждена Тони Хьюишу за открытие пульсаров… Я полагаю, что Нобелевские премии потеряли бы свой авторитет, если бы они присуждались студентам-исследователям, за исключением особенных случаев, и я не думаю, что я попадаю в эту категорию».

Что интересно, пульсары «принесли» Нобелевскую премию своим исследователям еще раз – в 1993 году. Это были американские астрономы Рассел Халс и Джозеф Тейлор, обнаружившие новый тип пульсаров – двойные, которые излучают гравитационные волны, предсказанные Эйнштейном. Так, благодаря пульсарам, теория Эйнштейна нашла ещё одно подтверждение, а существование загадочных гравитационных волн было практически доказано. Впрочем, потребовалось еще два с лишним десятилетия, чтобы ученые смогли произвести наблюдения этих самых гравитационных волн с помощью детектора LIGO, что также было отмечено «нобелевкой» по физике в 2017 году. Можно сказать, что премию получили все авторы главных открытий, связанных с пульсарами, за исключением аспирантки Белл. Но, признаем, Нобелевский комитет не раз обвиняли в пристрастности, субъективности и тому подобных грехах. И все равно эта премия остается самой престижной в мире науки.

Сергей Исаев

Учёные Института фундаментальной клинической иммунологии СО РАН создали искусственные антигены, которые предотвращают отторжение донорских тканей, однако пока осталась нерешённой серьёзная проблема.

Научить организм воспринимать пересадку органов без осложнений - такую задачу сейчас решают новосибирские учёные. Намерены первыми в мире победить проблему отторжения тканей. Если эксперимент пройдёт успешно - находка сибиряков станет мировым открытием в медицине. Сегодня обнародовали первые результаты исследований - они удивили и самих специалистов.

Состояние этих мышей сегодня - главный предмет исследования в лаборатории. Грызуны помогают решить главную проблему трансплантологии - отторжение тканей. Зачастую, донорские органы - долго не приживаются. Новосибирцы - научили имунную систему "толерантности" - умению не реагировать на раздражители.

«Чтобы сделать у человека толерантность к донорской почке, ранее, на предложенных вариантах, надо было взять биологический материал дополнительный у донора почки, а это не всегда возможно. Наше решение ново тем, что мы можем это сделать без донорского биоматериала», - Валерий Терещенко, младший научный сотрудник Института фундаментальной клинической иммунологии СО РАН.

Антигены - раздражители имунной системы - учёные вручную смогли закодировать на уровне ДНК. Молекула - искусственная, но нужные показатели - имитирует. Теперь организм - воспринимает чужой орган - как свой. Принцип - что делать - сибирским ученым ясен. Нерешенной осталась одна задача. Искусственная молекула существует недолго.

«Мы не научились чтобы толерантность была по времени более длительная. В случае, если нам удастся.Технологию можно будет расширять на другие модели экспериментальные, проводить доклинические испытания при трансплантации каких-то органов, либо при трансплантации костного мозга», - рассказывает Сергей Сенников, заведующий лабораторией Института фундаментальной клинической иммунологии СО РАН.

Найти способ - заставить молекулу работать постоянно - сегодня ищут в лабораториях по всему миру. Идеального метода - ещё не предложил никто. Новосибирцы говорят - к решению задачи - подобрались ближе других. Метод уникален.

Полученными результатами исследования учёные удовлетворены, однако прекращать работу - не намерены, тем более, что Российский научный фонд разработку поддержал и проект института фундаментальной клинической иммунологии в ближайшие два года получит финансирование - несколько миллионов рублей.

Нобелевскую премию по медицине и физиологии в этом году вручили за открытие механизма адаптации клеток к объему доступного кислорода. Мы уже размещали материал, посвященный этой работе. Теперь же предлагаем вспомнить, какие еще исследования в этой области, удостаивались Нобелевской премии в прошлые годы. Тем более, что таких примеров несколько.

Первым лауреатом, отмеченным за изучение химических процессов, протекающих в организме на клеточном уровне, стал немецкий биохимик и физиолог Альбрехт Коссель. Премию ему вручили более ста лет назад, в 1910 году, а основную часть исследований, отмеченных ею он провел еще раньше, в конце позапрошлого века. В 1879 году он выделил нуклеин из крахмала. Затем, вместе со своими студентами определил, что нуклеиновые кислоты состоят из так называемых пиримидиновых азотсодержащих оснований, к которым относятся тимин, цитозин и урацил. За последующие несколько лет химики открыли большую часть основных компонентов нуклеиновых кислот.

Но Косселю мало было простого перечня, он стремился связать химическое строение какого-либо вещества клетки с его биологической активностью. Изучая физиологические свойства нуклеина, он пришел к выводу, что это вещество играет определенную роль в росте тканей, а не является источником энергии для мышечных клеток. В то время роль нуклеиновых кислот в кодировании и передаче генетической информации еще была неизвестна, и ученый не мог предполагать, какое значение будут иметь его работы для генетики в будущем.

В 1922 году другой немецкий биохимик и врач, Отто Мейергоф получил Нобелевскую премию за открытие тесной взаимосвязи между процессом поглощения кислорода и метаболизмом молочной кислоты в мышце.

Биография этого лауреата изобилует неожиданными поворотами. Начать с того, что он успел поучиться в четырех университетах - в Фрайбурге, Гейдельберге, Берлине и Страсбурге. Правда, получилось это не совсем по его «вине», особенностью германской университетской системы того времени было то, что часто в стенах одного вуза не было возможности прослушать полный спектр лекций для достойного овладения выбранной специальностью. И многим студентам приходилось посещать, как минимум, два университета.

В 1909 году Отто заканчивает, наконец, учебу и получает диплом… психиатра. А его дипломная работа касается исключительно «умственных расстройств». Но в том же году он устроился работать ассистентом в отделение внутренних болезней клиники Гейдельберга, где познакомился с молодым биохимиком Отто Варбургом. И в результате, Мейергоф бросает психологию и погружается в мир процессов, протекающих внутри клеток.

Если конкретнее – он изучает метаболизм углеводов. На тот момент наука знала только, что клетки накапливают углеводы в виде гликогена. А потом могут расщеплять его, как с участием кислорода, так и без. В общем-то, на этом известные факты заканчивались.

Мейергоф стал изучать, как соотносятся между собой механическая работа, выполняемая миоцитами — клетками мышечной ткани клетками мышц и клеточный метаболизм. Из-за Первой мировой войны исследования прервались на несколько лет, которые будущий нобелевский лауреат провел в качестве военврача германской армии. Очередной поворот в биографии закончился благополучно, и в 1917 году он возвращается в Кильский университет (где преподавал в предвоенные годы) и продолжает свою работу.

Ставя опыты на лягушках, Мейергоф показал, что при анаэробном (без участия кислорода) гликолизе образуется молочная кислота, но при наличии кислорода лишь пятая часть лактата полностью окисляется до воды и углекислого газа. Напрашивался вывод: клетка использует полученную энергию для того, чтобы «собрать» из лактата новые молекулы глюкозы. Такой вот замкнутый энергетический цикл.

Так был получен главный фрагмент того, что сейчас называется «метаболическим циклом Эмбдена – Мейергофа – Парнаса», одного из ключевых метаболических энергетических путей в нашем организме.

Кстати, в своей Нобелевской речи, Отто Мейергоф сказал очень правильные слова:

«Истинная жизнь ученого состоит не из выдвижений и наград, они являются лишь конечным, а вернее, побочным ее продуктом. Она заключается в революционной мысли, новых теориях, фундаментальных открытиях, которые рождаются в предназначенном для этих целей разуме, как и произведение искусства, в результате творческого акта».

Продолжая эту мысль, можно отметить, что такое отношение к своему труду часто и становится основанием для международного признания, престижных званий и премий.

Ну а человек, подтолкнувший Мейргофа променять психологию на биохимию, Отто Варбург через десятилетие и сам стал Нобелевским лауреатом (вы уже чувствуете, какой вклад внесли немецкие ученые в изучение процессов, протекающих в клетках организма, в конце XIX и в первой трети XX веков).

Можно сказать, что именно Отто Варбург первым обнаружил связь между кислородом и развитием онкологических заболеваний. Правда, Нобеля он получил не совсем за это. Но обо всем по порядку.

В отличие от тезки, его научная карьера была во многом предопределена – Отто родился в семье известного немецкого физика (и по совместительству – успешного еврейского банкира) Эмиля Варбурга. Однажды Варбург-старший сам чуть не стал лауреатом Нобелевской премии. Не сложилось, зато он оставил свой след в истории премии, как успешный лоббист: своим правом предлагать ученого на премию Эмиль воспользовался тридцать раз, и часто – успешно, так что рука у него была «легкая».

Варбург-сын не просто получил отличное по тем временам образование, но и, проведя детство, среди «нобелевской тусовки» не боялся ставить себе глобальные цели. Если конкретнее – он решил найти лекарство от рака.

И очень скоро его научные интересы сосредоточились на процессах, протекающих на клеточном уровне. В 1913 году Варбург в клетках печени морской свинки выделил субклеточные частицы и назвал их гранулами, впервые связав их с клеточным дыханием. Сегодня они известны как митохондрии, и Варбург был не первый, кто сумел их открыть, но он первым (пусть и частично) понял, для чего они вообще нужны клеткам.

Вскоре он, как и его приятель, сменил стены лаборатории на поля сражений. Правда, служил кавалеристом, а не врачом, ходил в атаки, был ранен. А впоследствии, уверял, что именно в эти годы его жизнь была самой насыщенной и «настоящей».

После войны он возвращается к попыткам разгадать секрет рака, теперь сосредоточившись на клеточном дыхании. Целью Варбурга было найти биохимические триггеры, которые превращают нормальные клетки в раковые, с неконтролируемым ростом. Экспериментируя с тканевыми срезами, он измерял, сколько потребляют кислорода нормальные и опухолевые ткани. Само количество оказалось одинаковым, однако раковые клетки в присутствии кислорода выделяли гораздо больше молочной кислоты.

Из этого Варбург сделал вывод: раковые клетки используют анаэробный путь метаболизма глюкозы, а значит, сама опухоль образуется из-за недостатка кислорода в клетках. Отсюда он вывел и главные «факторы риска» - пестициды и цианид, которые ингибируют нормальное аэробное дыхание клетки.

Что интересно, гипотеза Варбурга дожила до конца прошлого века, пока исследования не показали, что раковые клетки могут иметь любой тип энергообеспечения, в том числе и свойственный нормальным клеткам. А найденный им эффект является не причиной, а следствием образования раковых клеток. Но это было установлено семьдесят лет спустя, а тогда (в 1926 году) Варбурга в первый раз номинировали на Нобелевскую премию. Но получил ее датский микробиолог Йоханнес Фибигер, который выдвинул «паразитическую» теорию канцерогенеза (также опровергнутую позже).

И до сих пор, в среде сторонников, так скажем, нетрадиционных медицинских практик, популярна цитата, приписываемая Варбургу: «Никакая болезнь, включая рак, не может существовать в щелочной среде». Проблема в том, что первоисточник так ни разу и не был предъявлен. И вряд ли ученый на самом деле сделал такое обобщение, в стиле газетных передовиц.

Тем более, что у него и без того было, что предъявить научному сообществу и миру. В конце 1920-х годов Варбург открыл дыхательный фермент цитохромоксидазу, которая катализирует окислительно-восстановительные реакции на поверхности тех самых гранул, митохондрий. Это стало первой идентификацией активной группы фермента, за что он и получил свою «нобелевку».

После Мейергофа и Варбурга исследования роли кислорода в жизни клеток продолжались, но каких-то глобальных результатов, отмеченных Нобелевской премией долго не было. И вот премией 2019 года отмечено открытие механизма адаптации клеток к объему доступного кислорода. И, что самое интересное, оно довольно близко к работам Варбурга, касающимся поисков источников рака. И снова эксперты, комментируя результат, говорят о «пути к новым перспективным стратегиям борьбы с анемией, раком и многими другими заболеваниями». Ждут ли нас действительно прорывы в области медицины или все обернется новой «гипотезой Варбурга», покажет время.

Сергей Исаев

Для непрофессионала большие научные конференции хороши тем, что в кулуарах всегда можно узнать много нового и интересного. Причем такого, о чем профессионалы не всегда решаются говорить публично. Скажем, у специалистов есть некоторые подозрения, версии, догадки, однако их сложно осветить, оставаясь в рамках строго академических позиций. По этой причине некоторые весьма актуальные вещи остаются практически малоизвестными для широкой общественности – просто потому, что серьезные ученые не склонны популярно освещать эти темы, а журналисты не так часто навещают строгие научные мероприятия, где как раз можно об этом разузнать.

Лично я на одну из таких тем «нарвался» совершенно случайно. Наши селекционеры между собой обычно обсуждают те вопросы, которые так или иначе затрагивают судьбу отечественной науки и селекции, в частности. Далеко не секрет, что крупные зарубежные концерны уже нацелились на наш агрохимический рынок, готовясь не только заполонить нас своей продукцией, но и создать на территории страны свои дочерние компании, способные конкурировать как с отечественным бизнесом, так и с научными организациями. Скажем, российские семеноводы – это просто карлики в сравнении с транснациональными корпорациями. Конкуренции на равных здесь не получится. Поэтому скромным российским производителями семян ничего другого не светит, как «лечь» под зарубежных конкурентов или просто исчезнуть. Что касается наших научных организаций, то в условиях ограниченности ресурсов они также рискуют оказаться в рядах аутсайдеров. Стоит ли здесь меряться силами, если бюджет любой крупной зарубежной компании, занимающейся селекцией и семеноводством, больше бюджета всей нашей Академии наук?

В этой связи заявление членов российского правительства о необходимости преодолеть зависимость от продовольственного импорта и создать свои собственные селекционные центры, звучат совсем неубедительно в свете недостаточной финансовой поддержки этих актуальных направлений. Как мы знаем, у нас давно привыкли полагаться на закупку готовых технологий и оборудования. И похоже на то, что зависимость российских сельхозпроизводителей от импортных семян в рамках нашего «эффективного» менеджмента воспринимается как что-то само-собой разумеющееся. В конце концов, если уж в оборонной сфере зависимость от импорта находится на уровне 60%, то чего тут говорить о «гражданке»? Дальше «теории» дело почти не сдвигается, несмотря на громкие заявления высокопоставленных руководителей.  

Возможно, с обывательской точки зрения ничего ужасного здесь не происходит. В самом деле, какая разница, из чьих семян выращены купленные в магазине овощи? Если за рубежом создают хорошие сорта, то почему мы должны от них отказываться? В конце концов, ведь пользуемся же мы зарубежным ПО или импортными лекарствами, и ничего, все довольны.

Не знаю, как там насчет импортных лекарств, однако проблема импортных семян имеет несколько важных аспектов, очень сильно усложняющих общую ситуацию. И похоже на то, что в правительстве не дают себе отчета в том, насколько многогранна эта проблема и какими неприятными «сюрпризами» она чревата для отечественного сельского хозяйства. Ученые, надо отдать им должное, хорошо осознают эти аспекты, однако их голос в наши дни не является решающим. На мнения специалистов у нас теперь привычно махают рукой.

В чем выражаются хитросплетения упомянутой проблемы? Здесь лучше всего сослаться на факты. Так, специалисты ЦСБС СО РАН еще в 1990-е годы, когда наши фермеры стали переходить на импортные семена, зафиксировали некоторые странные и не очень приятные совпадения.  Например, в тепличных хозяйствах, выращивавших томаты, обнаружилась мучнистая роса. Поражение посадок оказалось катастрофическим. «Всё было белым-бело», - поделился своим впечатлением один из ученых. По его признанию, раньше, до наступления эпохи «импорта», он ни разу не видел ничего подобного. В этой связи возникло законное подозрение, что зараза попала к нам как раз с семенным материалом.

Впрочем, этот эпизод – всего лишь «цветочки». Здесь можно сослаться на обычную безалаберность, на отсутствие санитарного контроля, на результат хаоса в системе профилактики заболеваний и так далее. Как мы знаем, подобная безалаберность привела к тому, что в Западной Сибири объявился колорадский жук, о котором в советские годы в наших краях не могли и помыслить.

К сожалению, на этом фоне вырисовывается куда более сложная проблема, напрямую затрагивающая вопросы импортозамещения в области селекции растений. Вот еще одно важное наблюдение ученых, сделанное в середине 1990-х. В те годы помимо мучнистой росы и колорадского жука нас постигла другая напасть – массовый фузариоз капусты. Растения увядали целыми плантациями. Принципиально здесь то, что зараза выкашивала исключительно отечественные сорта. Импортные сорта легко переживали эту напасть. Казалось бы, браво иностранным селекционерам! Однако наших специалистов насторожила странное синхронность двух явлений: проникновение импортных семян капусты и начало бурного распространения заразы. По времени это всё как-то подозрительно совпало. Если бы такие массовые поражения случались и раньше, то никаких вопросов к импорту не возникло бы. Наоборот, переход на зарубежные семена был бы воспринят как выход из ситуации. Но дело-то в том, что борьба с фузариозом тогда еще не была для фермеров первостепенной задачей, и до этого проблема как-то обходила их стороной. Переход на импорт изначально диктовался целым рядом причин, в том числе – низким качеством отечественного посадочного материала (например, плохой всхожестью). И тут неожиданно санитарные условия складываются так, что только импорт становится единственным выходом из-за бурного распространения заразы. Как будто кто-то специально для этого постарался.

Конечно, выстраивать в таких случаях конспирологические версии – занятие неблагодарное. Мы не в состоянии доказать, что здесь имела место сознательная диверсия. Может, сама природа распорядилась так, что широкое распространение инфекционных заболеваний сыграло на руку иностранным производителям семян. Тем не менее, данное обстоятельство дает повод крепко задуматься о нашей способности выигрывать в конкурентной борьбе. Не вдаваясь в источники бурно распространяющихся болезней, мы все же вынуждены признать, что благодаря этим напастям наши сельхозпроизводители крепко «подсаживаются» на импортные семена, и другого выбора в нынешних условиях у них нет. Но главное, именно такое стремительное давление неблагоприятных факторов полностью совпадает с той линией развития, которую теперь определили для современной селекции. Речь идет о переходе на высокопроизводительные гибриды, устойчивые к целому ряду заболеваний. Получить такие формы традиционным «мичуринским» способом уже невозможно. Выделять семена из взрослых растений совершенно бессмысленно, ибо у гибридов заданные характеристики таким способом не передаются. А постоянные «корректировки» гибридных форм будут осуществляться чуть ли не каждые два-три года (фактически это будет означать, что каждые два-три года фермерам придется сталкиваться с новыми расами возбудителей заболеваний). Это значит, что тот, кто овладеет передовой технологией, тот и будет диктовать условия на рынке, «подсаживая» на свои семена фермеров всего мира.

Как известно, наши власти «подстраховались» от ГМО, введя запрет на их использование в сельском хозяйстве. Однако это, скорее всего, паллиативная мера. Не хочу ничего предрекать, но ситуация на наших полях вполне может сложить так, что основные виды сельскохозяйственных культур начнут массово поражать какие-нибудь болезни, противостоять которым смогут только какие-нибудь новейшие сорта и гибриды иностранной селекции. Окажутся ли они генно-модифицированными или нет – никого волновать уже не будет, ибо голод – не тетка. Разбираться задним числом, откуда взялись эти напасти, также никто не станет. Просто нас поставят перед фактом, и всё. Я не исключаю, конечно, что ввиду климатических изменений и всякого рода антропогенных воздействий этих напастей закономерно становится всё больше и больше. Но, подчеркиваю, что в условиях сложившегося цейтнота выигрыш будет у тех, кто способен технологически успешно ответить на эти вызовы. Это значит, что «мичуринская» эпоха в селекции растений безвозвратно уходит в прошлое. Нравится нам или нет, но отечественной науке придется осваивать новые технологии, а государству – всячески содействовать данному процессу.

И напоследок, чтобы понять, насколько стремительно идут изменения, отметим «картофельную» тему. Так, на конференциях в ИЦиГ СО РАН уже как минимум дважды освещалась тема диплоидного картофеля. Как я успел заметить, наши картофелеводы пока еще не спешат в нее вникать, а тем более как-то ориентировать селекцию в этом направлении. А ведь совсем не исключено, что здесь мы получили еще один тревожный «звоночек». Иначе говоря, за рубежом выстраивается новейшая стратегия, радикально меняющее традиционное отношение к возделыванию данной культуры.

Как объяснил специалист ВИРа, получить пригодные для широкого возделывания гибриды диплоидного картофеля удалось исключительно благодаря достижениям в области генетики. На данном этапе транснациональные компании уже отрабатывают технологии массового производства семенных клубеньков, предназначенных для высадки в грунт. Преимущества такого материала в том, что он в наименьшей степени подвержен распространенным заболеваниям, уничтожающим значительную часть урожая. Когда технологию доведут до ума, на наш рынок, безусловно, хлынут и эти новейшие сверх-устойчивые гибриды картофеля.

Дальнейшее развитие ситуации предсказать не сложно. Появятся хозяйства, для которых, к примеру, проблема фитофторы станет совсем не актуальной ввиду перехода на новейшие гибриды, полученные указанным выше способом. При этом я совсем не исключаю, что параллельно заболевания начнут выкашивать те картофельные плантации, где выращивались традиционные сорта. Кстати, напомню (для лучшего понимания картины), что крупные производители современных семян «по совместительству» еще производят гербициды, пестициды и прочую «химию». Так что есть над чем задуматься.

Константин Шабанов

Лауреатами Нобелевской премии по химии стали американский физик Джон Гуденаф, британский химик Стэнли Уиттингем и японский химик Акира Есино за развитие литий-ионных батарей. Имена лауреатов были объявлены на церемонии Нобелевского комитета в Стокгольме.

Литий-ионные батареи — это быстро перезаряжаемые и мощные химические источники электрического тока, которые используются во многих областях, начиная от мобильных телефонов и заканчивая электромобилями. Они находят широкое применение и в области альтернативной энергетики, так как позволяют накапливать излишки солнечной и ветряной энергии, что позволяет в конечном итоге уменьшать зависимость человечества от ископаемых источников топлива.

Долгожданным и заслуженным считает присуждение премии Даниил Иткис, старший научный сотрудник химического факультета МГУ.

«Комментарий короткий – давно пора, — сказал он «Газете.Ru». – Мы очень долго ждали этого события. Литий-ионные аккумуляторы, существование которых определяется подбором материала электродов и электролита, обязаны своим появлением именно этим людям».

История литий-ионных батарей началась во время мирового нефтяного кризиса в 1970-е годы. Тогда Стэнли Уиттингем разрабатывал новые методы в области производства сверхпроводников и создал материал, который стал отличным катодом в литиевых батареях. Это был дисульфид титана, который на молекулярном уровне имеет ячейки, где могут удерживаться ионы лития.

В роли катода при этом выступал литий, способный активно высвобождать электроны, — так получились первые батареи с напряжением 2 вольта. Однако они были слишком взрывоопасны. Гуденаф, специалист в области материаловедения, считал, что использование оксида металла вместо сульфида позволит значительно развить потенциал катода. В 1980 году, после ряда экспериментов, он предложил использовать оксид кобальта. С его помощью напряжение удалось довести до 4 вольт.

В 1985 году Есино, основываясь на разработках Уиттингема и Гуденафа, разработал первый коммерческий образец литий-ионной батареи — легкий и износостойкий аккумулятор, который можно перезаряжать сотни раз до того, как он выйдет из строя.

Первую партию батарей выпустила японская корпорация Sony в 1991 году. Они произвели настоящую технологическую революцию, заложив основу для создания систем устройств, не зависящих от проводов и ископаемого топлива.

«Технология литий-ионных аккумуляторов развивается уже тридцать лет и уже подходит к своему пределу, — говорит Иткис. — Сегодня это очень широкий класс химических источников тока. Они бывают и высокомощные, и с высокой удельной энергией, то есть они не универсальные. Поэтому надо понимать, что для каких-то задач будут оптимальны свои источники, но ими все не исчерпывается. Например, для крупных систем накопления энергии интереснее использовать натрий-ионные или калий-ионные аккумуляторы, которые только разрабатываются».

По мнению Иткиса, в настоящее время лидером в области разработки литий-ионных элементов являются США. «Очень хорошая научная школа во Франции. А в технологическом плане сегодня впереди Корея и Япония, хотя их уже догоняет Китай и думаю, скоро перегонит», — добавляет он.

Ранее предполагалось, что Нобелевская премия по химии могла достаться Рольфу Хьюсгену из Мюнхенского университета и Мортену Мельдалю из Университета Копенгагена, сделавшим существенный вклад в развитие синтетической органической химии. Хьюсген разработал общую концепцию 1,3-диполярного циклоприсоединения, а спустя полвека группа Мельдаля сообщила о катализе подобной реакции медью. Реакция Хьюгсена получила широкое распространение в клик-химии, химических реакциях, направленных на быстрое и эффективное получение химических веществ с помощью соединения отдельных маленьких элементов. Это позволяет, например, ускорить поиск новых лекарств — в частности, по реакции Хьюгсена образуются триазолы, соединения с диапазоном применений от пестицидов до нейролептиков.

Еще один кандидат в лауреаты — профессор Оксфордского университета Эдвин Саузерн, разработавший метод выявления определенной последовательности ДНК в образце. Саузерн-блот позволяет определять число копий генов в пробе. Метод лег в основу генетического картирования, диагностики, скрининга и персонализированной медицины.

За разработку исследовательских методов могли быть награждены еще трое специалистов: Марвин Карутерс из Университета Колорадо, Лерой Худ из Института системной биологии в Сиэттле и президент компании Pacific Biosciences of California Майкл Ханкапиллер. Все они — разработчики новых методов и приборов секвенирования и синтеза ДНК и белков, без которых был бы невозможен успех проекта «Геном человека».

Журнал Химического общества США Chemical & Engineering News предлагал своих кандидатов. По мнению специалистов, верно спрогнозировавших вручение премии Гуденафу или кому-то еще, кто занимался созданием литий-ионных батарей, премии были также достойны внесшие значительный вклад в исследование метода редактирования генома CRISPR американский биохимик Дженнифер Дудна и французский микробиолог Эммануэль Шарпентье.

Читатели европейского журнала Chemistry Views болели за астрохимика Эвину ван Дисхук, разработчицу метода радикальной полимеризации с переносом атомов Кшиштофа Матяшевского, и создателя металлоорганических каркасов Омара Яги.

В 2018 году половину премии получила американский ученый Фрэнсис Арнольд за работы в области эволюции ферментов, половину — американец Джордж Смит и британец сэр Грегори Уинтер за разработку фагового дисплея, метода изучения белок-белковых, белок-пептидных и ДНК-белковых взаимодействий, использующий бактериофагов для того, чтобы соотнести белки и генетическую информацию, кодирующую их.

Уже не первый год встречаю на просторах Рунета картинку, на которой советский автомат АК-47 изображен рядом с немецкой штурмовой винтовкой StG 44 – детищем Хуго Шмайссера. Картинка призвана доказать, будто гордость советских оружейников – известный всему миру «Калашников» - также является детищем немецкого конструктора. Для тех, кому недостаточно картинки, приводится еще один «убойный» аргумент: после войны целая команда немецких оружейников во главе с тем же Шмайссером долгое время работала в СССР на секретном оружейном предприятии в Ижевске.

Паззл, таким образом, как будто очень удачно складывается в пользу немцев: если Шмайссер во время войны создал в Германии автомат, так сильно похожий (якобы) на АК-47, то чем он мог заниматься в СССР, как не созданием точно такого же оружия? Стало быть, делает вывод доверчивый российский читатель знаменитый «автомат Калашникова» есть не что иное, как слегка переделанный StG 44. Причем, переделанный не кем-то, а самим автором оригинала. Чем, в таком случае, занимался Михаил Калашников, становится непонятно. Как заявляют наши доморощенные «эксперты», Калашников был-де «мальчиком на побегушках» у того же Шмайссера. В профессиональном плане он якобы ничего серьезного собой не представлял, выступая исключительно в роли пропагандистской образа, созданного для одурачивания обывателей. Впрочем, есть и немного другая версия – будто бы Калашников банально скопировал изобретение Шмайссера и всё приписал себе. Как бы то ни было, поклонники немецкого гения однозначно оспаривают наш приоритет.

Мы не будем сейчас обсуждать достоинства Михаила Калашникова как конструктора. Участвовал он в создании этого оружия или нет, на самом деле не так уж и важно. Почему? Потому что конструктор – это не старик Хоттабыч. Он не создает вещи из воздуха с помощью заклинаний. Любая разработка несет печать целой школы, имеющей свою историю, свои особые подходы к решению поставленных задач, свои наработки, свои достижения. И в данном случае нас интересует не имя настоящего конструктора (чаще всего споры ведутся как раз вокруг авторства Михаила Калашникова), а вся наша школа оружейных мастеров.

Поэтому вопрос нужно ставить широко. Ведь и сторонники немецкой «родословной» волнуются отнюдь не поводу авторского права: для них история создания АК-47 должна подчеркнуть нашу вторичность и ущербность в международном масштабе. Мол, всё хорошее и значимое появляется в нашей стране исключительно благодаря иностранцам, поскольку русские-де сами делать хорошо ничего не умеют. Решительно ничего! Дескать, нет у нас ни малейших причин для национальной гордости: куда ни кинь – кругом плагиат. И даже прославленный на весь мир автомат придуман якобы не нами, а немцами. 

То есть, еще раз подчеркну: поставленный нами вопрос не имеет отношения к авторскому праву. Речь идет о стране в целом, о вкладе отечественной конструкторской мысли в создание серьезных изобретений. Если слушать этих «экспертов», то получится, что Хуго Шмайссер, оказавшись в СССР, творил тут на безрыбье, являясь единственным спецом в своей области, и поэтому кроме него создать знаменитый автомат было просто некому.  Я говорю это к тому, что если бы «Калашников» и в самом деле являлся немецким детищем, то он бы неизбежно нес в себе все признаки именно немецкой конструкторской школы, также имевшей свои традиции и свои особые подходы к решению задач, отличные от советских. И в этом случае мы ни за что не обнаружили бы «прародителей» АК-47 среди предшествующих ему отечественных образцов.

Таким образом, вопрос нужно ставить по-другому: имел ли советский автомат «гены» нашей, отечественной школы? Были ли в его «роду» какие-либо советские образцы оружия, которые мы по праву можем ставить в ряд наших достижений на этом поприще? Как правило, доморощенные «эксперты» в таких вопросах глубоко не копают и обычно не рассматривают историю советского стрелкового оружия в ее эволюционном развитии. Когда сильно хочется возвеличить немецкий гений, то такие «мелочи» отходят на задний план. Но если мы стремимся установить подлинную «генеалогию» АК-47, нам не помешает расширить горизонт и внимательно рассмотреть другие картинки, которые в упор не замечают российские апологеты Шмайссера.

Если нас так сильно впечатляет внешнее сходство, то можно, помимо StG 44, взглянуть еще на самозарядную винтовку Токарева, принятую на вооружение Красной армии в 1939 году. Узнаёте характерные «родовые черты»? Мысленно добавьте сюда пистолетную рукоятку и длинный изогнутый магазин, и вот уже отчетливо прорисовываются очертания до боли знакомого «калаша». Впрочем, тут и воображать особо не надо – в 1945 году был создан опытный автомат Токарева, куда больше похожий очертаниями на АК-47 (если не принимать во внимание бОльшую длину ствола и сошки), чем StG 44. Еще сильнее черты АК-47 просматриваются в автомате Судаева АС-44, созданном на год раньше, чем автомат Токарева. Поэтому остается непонятным, почему российские апологеты Шмайссера проходят мимо этих образцов. Думаю, для объективности было бы уместно расширить панораму обзора стрелковых вооружений (коль уж внешнее сходство имеет в этом вопросе принципиальное значение).

Кстати, я недаром обратился к самозарядным винтовкам, поскольку по логике эволюции именно они были реальными предшественниками автоматов. Например, и там, и там использовались одинаковые принципы автоматики и схожие компоновочные решения. Принципиальное отличие самозарядных винтовок от автоматов заключалось в том, что изначально они создавались под стандартный патрон, применявшийся в обычных магазинных винтовках. Автоматы же вышли на сцену благодаря внедрению так называемого промежуточного патрона уменьшенной мощности.

Важно отметить, что немецкое командование до войны особого внимания самозарядным винтовкам не уделяло (на то были, кстати, резонные причины). Для вермахта основным средством ведения автоматического огня на поле боя был единый пулемет. Солдаты же в массе своей (вопреки многочисленным художественным кинолентам про войну) вооружались обычными магазинными винтовками. В СССР, напротив, самозарядными винтовками стали всерьез заниматься еще в конце 1920-х годов, используя в их конструкции принцип отвода пороховых газов. То есть знакомая каждому из нас компоновочная схема, когда на ствол накладывается сверху еще одна «трубка», появилась у наших оружейников примерно лет за двадцать до того, как Хуго Шмайссер подобным же образом соединил две «трубы» в своем опытном автомате. К слову, тот же принцип автоматики применялся и на советских пулеметах – с той лишь разницей, что у пулеметов «трубка» добавлялась к стволу снизу. Такую компоновочную схему применяли еще на ДП, принятом на вооружение в 1927 году.

Я специально заостряю внимание на этих деталях, поскольку у немецких оружейников была в ходу другая система автоматики, основанная на коротком ходе ствола. Яркий пример тому – стоявший на вооружении вермахта единый пулемет MG-34. То же самое относится к знаменитому пистолету «Парабеллум». То есть до войны немецкие оружейники очень хорошо освоили именно эту систему. Спрашивается, почему во время войны они так активно переключились на «две трубы»? Здесь мы подходим к довольно щекотливому (для российских почитателей немецкого гения) моменту.

Как я уже говорил, до войны немецкое командование не придавало серьезного значения самозарядным винтовкам. Однако в конце 1941 года они начали появляться на вооружении вермахта. Насколько внедрение такого оружия было рациональным в стратегическом плане, говорить не будем. Принципиально то, что в этих винтовках немцы применили систему отвода пороховых газов, на которой к тому времени уже «съели собаку» советские оружейники. Что именно повлияло на данное техническое решение со стороны немцев, догадаться не сложно – образцы советского стрелкового оружия. Конкретно речь идет об упомянутой выше самозарядной винтовке Токарева, внимательно изученной немецкими промышленниками.

Так что при внимательном рассмотрении данного вопроса тема плагиата и заимствований может принять совершенно неожиданный поворот. И еще не понятно, чем реально вдохновлялся тот же Хуго Шмайссер, когда приступал к разработке своей «штурмовой винтовки».

Константин Шабанов

Лауреатами Нобелевской премии по физике за 2019 год стали Джим Пиблс — за теоретические открытия в физической космологии. Также лауреатами стали Мишель Майор и Дидье Кело за открытие экзопланеты у другой звезды.

Пиблс родился в 1935 году и известен своими работами в области теоретической космологии, он почетный научный профессор Принстонского университета имени Альберта Эйнштейна .

Мишель Майор – ученый, которому прочили получение Нобелевской премии уже несколько лет. В 1995 году он открыл первую планету за пределами Солнечной системы — у звезды 51 Пегаса. Майору удалось сделать свое открытие, когда чувствительность спектрографа впервые позволила засечь колебания звезды, вызванные вращением планеты. Его работа, опубликованная в журнале Nature, открыла новое направление в астрономии, и сегодня обнаружение экзопланет поставлено на поток. Сегодня число открытых экзопланет перевалило за 4 тысячи.

В 2013 году Майор давал интервью «Газете.Ru»:

«Начиная примерно с 1940 года большая часть астрономического сообщества (судя по опубликованным статьям) считала, что в нашей Галактике есть миллиарды планет. А в самом начале XX века общее ощущение было диаметрально противоположным. Опираясь на теорию Джинса, до 40-х годов астрономы считали, что планетные системы чрезвычайно редки. Что касается лично меня, я всегда был уверен в существовании экзопланет (я вообще не приемлю идею о том, что мы уникальны и все такое)».

На самом деле первые опыты по поиску экзоюпитеров были произведены Кемпбеллом и Уолкером, а также Марси и Батлером в конце 1994-го и начале 1995 года, но дали отрицательные результаты. К тому же в феврале 1995 года Алан Босс, изучая условия, необходимые для формирования планет типа Юпитера, заявил, что орбитальный период (год) таких планет не может быть короче 10 лет!»/

Вполне заслуженной присуждения Нобелевской премии астрономам считает академик РАН, специалист в области космологии Валерий Рубаков.

«Пиблс симпатичный мужик, знаком с ним лично. Толковый и много сделавший».

Во второй половине 60-х, начале 70-х годов было две команды, которые вплотную занимались теорией ранней Вселенной. На западе – компания Джима Пиблса, у нас – Зельдович и его ученики, в том числе Рашид Сюняев. Они работали параллельно, независимо и сделали многое в теоретической космологии, хотя в то время экспериментальных данных было очень мало, это была экзотика, — рассказал Рубаков «Газете.Ru». – Фактически обе команды тогда предсказали анизотропию реликтового излучения, и это послужило мощным толчком к попыткам ее обнаружить. Они предсказывали и ее величину, но промахнулись, так как не знали тогда о существовании темной материи. Наконец, я бы выделил работы Пиблса по описанию генерации крупномасштабных структур в ранней Вселенной – как получались галактики, скопления галактик».

По мнению Рубакова, более справедливым было бы присуждение премии за космологию Пиблсу и академику РАН Рашиду Сюняеву. При этом он поддержал оценку роли двух исследователей экзопланет. «Еще недавно об экзопланетах если и думали, то не думали, что их возможно обнаружить, что это реалистично. Это фантастика. И техническая фантастика, и сам факт того. Что экзопланеты существуют – фантастика. Это большое продвижение в нашем представлении о мире», — добавил Рубаков.

Ранее среди возможных лауреатов Нобелевской премии по физике компания Clarivate Analytics называла Артура Экерта, профессора Оксфордского университета. В научном мире он является признанным авторитетом и пионером квантовых вычислений и криптографии, он — основатель Центра квантовых вычислений в Кембриджском университете, профессор Национального университета Сингапура, лауреат ряда научных премий. В 1991 году Экерт создал новый тип безопасной коммуникации, основывающийся на запутанности квантовых состояний частиц.

Вторым претендентом был назван Тони Хейнц из Стенфордского университета, внесший серьезный вклад в понимание и описание новых наноразмерных материалов, таких как углеродные нанотрубки, графен и двумерные полупроводники, например дисульфид молибдена, который находит все больше применений в микроэлектронике.

Третьим вариантом был Джон Пердью из Университета Темпл (Филадельфия), признанный специалист в области конденсированного состояния вещества, один из самых цитируемых в мире физиков. Исследования этого ученого посвящены так называемой теории функционала плотности — методу расчета электронной структуры систем многих частиц в квантовой физике и квантовой химии.
С ее помощью, к примеру, можно рассчитывать энергии атомных связей.

Издание Inside Science в число возможных претендентов записало астрономов Александра Вольщана, Дейла Фрейла, Мишеля Майора и Дидье Кело, которые открыли первые известные экзопланеты — в 1992 году рядом с нейтронной звездой, в 1995 — рядом с обычной звездой. За четверть века число открытых экзопланет перевалило за четыре тысячи.

Среди претендентов также были названы японец Хидео Хосоно и выходец из России Михаил Еремец, открывшие два новых класса сверхпроводников. За работы в области квантовой запутанности премии могли быть удостоены Ален Аспе, Джон Клаузер и Антон Цайлингер.

В 2018 году «Нобеля» получили Артур Эшкин, изобретатель оптических пинцетов, и Жерар Муру и Донна Стрикланд за разработку ультракоротких световых импульсов. Артур Эшкин — сын эмигрантов из России и Украины, американский физик, изобретатель, пионер в области создания оптических ловушек, развитие которой привело к управлению атомами, молекулами, и биологическими клетками. Донна Стрикланд — французская исследовательница в области электротехники и лазеров. Жерар Альбер Муру — французский и американский физик, иностранный член Российской академии наук с 2008 года. Главными направлениями его научной деятельности являются физика лазеров и нелинейная оптика.