У нас каждый школьник знает, что алхимия была предшественницей химии. К этому, собственно, сводят всю ее историческую роль. Главное здесь, будто бы, - работа с веществом. Всё остальное – магия, суеверия и предрассудки, якобы не давшие человечеству ничего полезного и только отнимавшие внимание и силы на фантастические глупости. Этот упрощенный взгляд до сих пор еще тиражируется в школьных учебниках и некоторых популярных изданиях, несмотря на то, что о реальном значении алхимии в становлении современной науки написано немало серьезных научных трудов.

Алхимия была весьма многогранным явлением средневековой культуры. Работа с металлами в лабораториях – лишь одна из этих граней.  Причем, в основе такой работы лежала целая философия, чье влияние на умонастроение европейских интеллектуалов было куда сильнее, чем простое увлечение химическими опытами. По большому счету, алхимия оказала влияние на всё современное естествознание, включая и физику. Надо ли говорить, что алхимией всерьез увлекались такие выдающиеся ученые, как Ньютон, Бойль, Гельвеций. И в данном случае не так уж важно, насколько подтвердились на практике постулаты древнего учения. Куда важнее само желание постичь тайны природы. Именно исследовательский энтузиазм, подогреваемый алхимическими текстами, вел европейских ученых к фундаментальным открытиям.

Но, пожалуй, нигде алхимия не проявила себя столь открыто, как в области медицины. По сути дела, современные методы лечения с помощью разнообразных химических препаратов – прямое влияние алхимических принципов на практику врачевания.  Нынешний врач может и не задумываться об этом факте, однако стремление медика «изгнать», «уничтожить» недуг с помощью сильнодействующих порошков и инъекций стало во многом результатом принятия соответствующей философии. До этого подходы к лечению и к пониманию причин болезни были совершенно другие.

Напомним, что в течение всего средневековья непререкаемым авторитетом в этой области был римский врач Гален. Согласно его учению, состояние больного определялось смешением и формой четырех элементов: сухого и горячего, сухого и холодного, влажного и горячего, влажного и холодного. Здоровье человека напрямую зависит от нормального баланса этих элементов. Если их смешение ненормально, если какой-то элемент преобладает, то в организм необходимо ввести другой элемент с противоположными свойствами, чтобы привести соотношение к равновесию (или, наоборот, вывести из организма излишек). При таком взгляде на природу болезней не было и речи о том, что состояние больного зависит от химических процессов в организме, на которые необходимо оказывать влияние с помощью химических же препаратов.

Гален очень долго оставался в авторитете не только у европейцев, но и у арабов. Тем не менее, уже в XIII веке отмечались случае применения химических препаратов в терапевтических целях. Начиная с XV столетия, химия и медицина начинают сближаться все теснее и теснее. Западные мыслители, занимавшиеся алхимией, выдвинули предположение о сходстве химических процессов с процессами физиологическими. По этому вопросу они следовали таким столпам алхимии, как Арнольд из Виллановы и Раймонд Луллий. Последний, например, видел сходство между процессом образования органов человеческого тела и процессом получения философского камня. О том же сходстве утверждал еще один столп алхимии – Василий Валентин, который сравнивал очищение золота от примесей с освобождением организма от болезней. В рамках алхимических воззрений, металлы подвержены болезням. Задача алхимика – искоренить эту болезнь в лабораторных условиях. Тот же принцип был перенесен и на человеческий организм.

Учение Галена пало как раз под влиянием выдающихся алхимиков. В частности, против него восставал тот же Василий Валентин. В итоге на исходе средневековья началось активное сближение химии с медициной и сведение физиолого-патологических процессов к процессам химическим. По сути, химия (как мы ее понимаем сегодня) изначально была делом врачей и составляла часть тогдашней медицины. И как раз для медицинских целей первоначально и изучались химические процессы. Поначалу алхимики (или, точнее – врачи-химики) привычно следовали своей доктрине, пытаясь понять воздействие на физиологическое состояние человека трех главных для алхимии веществ – соли, ртути и серы. Эти рассуждения можно найти, например, в трудах Парацельса – ярого адепта химической медицины. Однако впоследствии эта «теория» была пересмотрена, и возникло учение о химических элементах в их нынешнем понимании.

Разумеется, алхимики не отказались от стремления найти способ трансформации металлов с помощью философского камня. Они были абсолютно уверены, что такая трансформация возможна. Правда, вместе с тем приходило и понимание того, что этот процесс весьма трудоемок, и возможно, потребуется не одно поколение исследователей, чтобы добиться приемлемых результатов. Как мы понимаем, настрой мыслей здесь в точности совпадает с настроем мыслей современного ученого, который проецирует в отдаленное будущее практическую возможность определенных достижений, обосновываемых теоретически на текущем этапе. Поэтому, ввиду трудной достижимости заветной цели, поклонники алхимии обратились к решению более прозаических задач, исследуя реальность, данную им в непосредственном опыте.

Интересно отметить, что Парацельс, несмотря на свои откровенно колдовские увлечения и веру в астрологию, пытался освободить науку от засилья авторитетов. Так, он публично сжег труды Галена, заявив, что тот ничего не смыслил в медицине. Мало того, в каком-то смысле он выступил в роли первого популяризатора науки, начав читать свои лекции в Базельском университете не на латыни, а на немецком языке (что по тем временам было немыслимым поступком).

Правда, сам Парацельс не создал какой-либо серьезной теории. Его заслуга заключается в том, что он указал путь, по которому должна двигаться химическая (а стало быть, медицинская) наука. Он сравнивал и соотносил явления, происходящие в человеческом организме, с химическими процессами. Показательно, что при этом он не делал принципиальной разницы между неорганической и органической природой, полагая во всех телах единый элементарный состав. Приняв это положение, он применил его к медицине. Причиной болезней, по его убеждению, были изменения в составе химических элементов, что отражается на ходе химических процессов в организме.

Отношение к идеям Парацельса было неоднозначным. Одни считали его гением, другие – шарлатаном. Но были и те, кто пытался выявить в его учении рациональное зерно, отбросив домыслы и заблуждения. Как ни странно, но такое усвоение столь неоднозначного интеллектуального наследия опять-таки оказывало стимулирующее воздействие на научную мысль и вело к новым открытиям. Поистине, алхимия задала массу впечатляющих головоломок, стремление решить которые побуждало не одно поколение естествоиспытателей к проведению сложнейших исследований.

Влияние алхимии на современную науку чем-то напоминает известную притчу о том, как отец троих сыновей, находясь на смертном одре, рассказал им о кладе, якобы закопанном на винограднике. Клада там не было, но сыновья, перелопатив всю землю между кустами, посодействовали обильному урожаю винограда. Сбыв виноград на рынке, они на самом деле разбогатели. Да, ученые не нашли философского камня, однако в ходе поисков они сделали важные открытия, обогатившие в итоге всё человечество.

Олег Носков

Русская выхухоль, или хохуля, всего столетие назад была одним из самых привычных обитателей европейской части России. В 1957 был полностью запрещен промысел выхухоли, а в 1986 году она была включена в Красную книгу как вид, находящийся под полной угрозой исчезновения. Трудность сохранения вида состоит в том, что не удается получить потомство в неволе. И все же усилиями ученых и сотрудников национальных парков и биосферных заповедников поголовье выхухоли растет.

Александр Рогуленко, старший научный сотрудник национального парка «Угра» в Калужской области — один из немногих людей, кто видел реликтовое млекопитающее, русскую выхухоль, не на картинке. По осени, надев сапоги-болотники или костюм-забродник, он отправляется вести учет редчайших зверьков, которые уже более 40 лет занесены в Красную книгу. Ученый ходит по мелководью и «сканирует» ногами дно — считает подводные выходы норок. По количеству таких жилищ на единицу площади берега можно вывести примерную численность выхухолей для каждого водоема.

В неволе живет, но не размножается 

«На латыни этот вид называется Desmana moschata, но между собой мы ласково зовем ее “хохуля”», — говорит Александр.

Русская выхухоль когда-то обитала на огромном пространстве от Урала до Западной Европы (там есть родственный вид — выхухоль пиренейская). Сейчас обнаружить следы хохули за пределами заповедников и национальных парков практически невозможно. По подсчетам зоологов, в современной России насчитывается всего около 6 тысяч этих животных.

Выхухоль веками истребляли ради мускусной железы. Животное ведет полуводный образ жизни, плохо видит, и в воде запаховые метки служат ей основным средством коммуникации. Мускус русской выхухоли раньше продавали парфюмерам во Францию, а в быту просто перекладывали отрубленными хвостами одежду для ароматизации. Добыча выхухолей процветала в Российской империи вплоть до начала XX века.

«Что касается Калужской области, то в 1950-х в заготовительную контору в Сухиничах была сдана одна шкурка выхухоли, но где ее добыли — неизвестно, еще двоих выхухолей в озерах под Козельском отмечал тогда же исследователь Агеев. До этого свидетельств ее обитания у нас в Калужской области не было», — рассказывает Александр.

«Хохуля», от «выхухоль», — вонючий, пахучий, или от «хахаль» — волокита, смешной щеголь, раздушенный» (словарь Даля). А «выхухоль» образовано посредством приставки «вы» и слова «хухоля», образованного, в свою очередь, от несохранившегося глагола «хухать» («вонять»), родственного чеш. chuchati — дуть, нем. hauchen — пахнуть.

Слово «выхухоль» в современном русском языке относится к редким двуродовым существительным, то есть может склоняться и как существительное женского рода, и как существительное мужского рода. 
Еще в довоенные годы в стране было создано два заповедника, где занимались сохранением выхухоли, — Хоперский и Окский. Оттуда уже во второй половине прошлого века животных начали расселять в другие регионы страны: ученые выпускали зверьков в подходящие водоемы от Белоруссии до Казахстана, в том числе в 1959—1960 гг. подселили пару сотен выхухолей в два озера по реке Жиздре на территории нынешнего национального парка «Угра».

«Трудность сохранения вида состоит в том, что не удается получить потомство в неволе, — продолжает Рогуленко. — Разводить их в разное время пытались и в виварии Хоперского заповедника, и в Московском зоопарке, и в наши дни — в ИПЭЭ РАН в Черноголовке. В созданных условиях они неплохо себя чувствуют. Им подобрали рацион, но вот как «организовать» размножение, ученые пока не придумали. Предполагается, что в природе этот механизм запускает весенний паводок».

Полный запрет на промысел, введенный с 1957 года, и активные действия по расселению выхухоли безусловно поддержали ее популяцию, однако гидростроительство, коренным образом меняющее водный баланс на огромных территориях, осушительная мелиорация, интенсивная вырубка водосборных лесов послужили причиной либо полного уничтожения, либо угнетенного состояния множества очагов обитания выхухоли. Таким образом, несмотря на все природоохранные мероприятия, проводимые в СССР, численность выхухоли стремительно сокращалась и к середине 1980-х составляла всего 40 тыс. особей. Появление дешевых рыболовных сетей из синтетической лески и отсутствие контроля природоохранных органов на малых водоемах в постсоветский период сделало выхухолей частыми жертвами рыболовов-браконьеров.

После распада Советского Союза программа по расселению выхухоли остались без внимания и без финансирования. Когда в 1997 году был образован национальный парк «Угра», калужским хранителям природы вновь пришлось начинать с малого — тогда фиксировались единичные встречи с редким животным. Их насчитывалось всего 80 особей. В ходе последней «переписи»  — уже 310—340 зверьков.

Ну-ка, покажи мне свой нос

«Нос выхухоли похож на хобот, им она копошится в иле, ищет моллюсков, улиток и прочих беспозвоночных», — объясняет причины экзотической внешности зверька Александр.

Сейчас на водной системе Жиздры стоит лед, но русская выхухоль не спит. У нее очень быстрый обмен веществ: днем и ночью, каждые три-четыре часа ей надо питаться, искать моллюсков.
В «Угре» редкому виду больше всего полюбилась пойма реки Жиздры — от города Козельска и до впадения в Оку. Это одно из красивейших в России мест, где расположены знаменитые монастыри Оптина Пустынь и Шамордино. Русло реки Жиздры петляет здесь как горный серпантин, местность покрыта густой сетью озер-стариц: мелких, где выхухоль кормится, и глубоких, в которые перебирается на зиму, — идеальные условия. Всего по Жиздре насчитывается почти две сотни подходящих для обитания вида водоемов и водоемчиков.

«Cейчас встретить выхухоль — большая удача. Когда у нас будет хорошая популяция, наверное, зверька можно будет увидеть,  хотя бы как он нос из воды высовывает. А пока самая многочисленная в России группировка выхухолей обитает в Рязанской области под контролем сотрудников Окского биосферного заповедника».

Специальной экотропы по местам обитания выхухоли в «Угре» пока не создавалось, но гулять самостоятельно и надеяться на встречу с хохулей закон любителям природы не возбраняет. В отличие от заповедников, свободный доступ в которые ограничен, «Угра» — национальный парк (и то и другое относится к особо охраняемым природным территориям, ООПТ). Его статус предполагает свободное посещение природных пространств (за исключением небольших заповедных зон) любыми визитерами: туристами, паломниками, просто людьми, которые едут в гости к жителям местных деревень. Площадь национального парка около 100 тысяч га, что составляет более 3% Калужской области.

«Люди могут посещать нас, смотреть, ходить по нашим экотропам. Рыбу удочкой ловить — пожалуйста. Нужно только получить разрешение на пребывание в дирекции, визит-центре в Калуге, в наших лесничествах на местах... или его электронный вариант на сайте национального парка. А вот желающие посидеть у костра и переночевать в палатке — в основном это байдарочники или автомобилисты — могут останавливаться только на оборудованных стоянках в строго отведенных местах, там обустроены комфортные условия для пикника. Мы следим, чтобы были дрова, убираем мусор и за это берем деньги (100 руб./день с человека — прим. ред.)», — говорит Людмила Жданова, заместитель директора ФГБУ «Национальный парк "Угра"» по экологическому просвещению, туризму и рекреации.

Выхухоль как бренд

В сувенирной лавке визит-центра национального парка «Угра» в историческом центре Калуги выхухоли посвящен не только сюжет в экспозиции, но и целая линейка сувениров. Символом-логотипом парка зверек не является, но его образ стараются тиражировать. Симпатичное существо с хоботом смотрит с маек, открыток, представлено в виде брошек, керамических фигурок.
«Дети сейчас очень много знают о животных Африки или динозаврах и очень мало — о тех, кто живет рядом с нами. Мы специально заказали художнику акварели с изображениями животных парка, в том числе и с выхухолью — стараемся ее популяризировать», — рассказывает Людмила Жданова.

Визит-центр открылся в калужских Гостиных рядах полтора года назад. Администрация Калужской области выделила в оперативное управление нацпарку помещение в памятнике архитектуры XVIII века, а Минприроды РФ — средства на его ремонт и создание экспозиции («Угра» — ООПТ федерального значения). Саму экспозицию разработали и изготовили специалисты Уральского регионального института музейных проектов в Екатеринбурге. Она интерактивная и контактная — в «Угре» своим эколого-просветительским объектом очень гордятся.

«Электроника в просветительских целях работает хуже, редко кто из посетителей у экранов с презентациями стоит. По моим наблюдениям, людям больше нравится потрогать, подвигать.  В отличие от музеев, у нас все это делать можно», — поясняет Людмила Жданова.

Сам национальный парк «Угра» уникален тем, что он единственный в России — долинного типа. Его территория сильно вытянута вдоль двух рек — Жиздры и Угры, пересекает почти всю Калужскую область и разнообразна с точки зрения ландшафтов. Объект для управления очень сложный: в границах парка расположено 64 населенных пункта, большая часть участков в которых давно выкуплена у местного населения московскими и калужскими дачниками, а также около 30 дворянских усадеб, в основном руинированных, более 20 исторических храмов.

«Самый главный наш бич сейчас — это даже не браконьерство, а незаконная застройка. Каждый ведь хочет жить на высоком красивом берегу. Уже были случаи сноса через суд», — делится своими тревогами замдиректора.

Русская выхухоль — один из неофициальных брендов парка наряду с древним святилищем Чертово городище, лесами-засеками, зубрами, светящимся мхом шистостегой и Великим стоянием на Угре 1480 г. Кроме того, на территории «Угры» сохранилось большое количество укреплений времен Великой Отечественной войны — окопы, блиндажи, землянки. В ходе тематических экскурсий гости погружаются в подлинную атмосферу театра боевых действий.

Травяной чай для добровольцев

Специалистов по выхухоли в стране единицы. В Окском заповеднике и в Черноголовке к ее спасению привлекают даже студентов и аспирантов — такие команды проводят полевой учет в разных регионах страны. Но сил, конечно, мало, и идея во многом держится на энтузиазме.

В «Угре» из ученых-специалистов хохулей тоже занимается один Александр Рогуленко. По образованию он зооинженер, закончил РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева и в первый же год после выпуска устроился на работу в нацпарк «Угра» научным сотрудником. Сейчас он уже кандидат биологических наук и занимается в нацпарке далеко не только выхухолью, но и всеми другими редкими, да и не редкими животными.

Вести перепись выхухолей Александру помогает команда волонтеров экологического клуба Stenus, сотрудники и учащиеся Калужского областного эколого-биологического центра, студенты КГУ им. Циолковского и просто неравнодушные граждане. Обычно достаточно 8-10 человек. Но добровольцы в национальном парке помогают не только с сезонным учетом популяций. Так, в «Угре» уже много лет развивают корпоративное волонтерство: работодатели с удовольствием организуют своих сотрудников на полезный для природы тимбилдинг в одном из самых живописных мест страны. Гости сажают деревья, участвуют в оборудовании экотроп.

«Крупные компании сами на нас выходят, некоторые приезжают уже несколько лет подряд, и местные, и из Москвы. Кому-то в благодарность табличка нужна, кому-то хочется привлечь внимание СМИ, а некоторым в ответ ничего не надо. Но добровольцы реально оказывают нам огромную помощь. Мы с удовольствием вручаем им грамоты, благодарности, угощаем нашим собственным чаем, травяным», — рассказывает Людмила Жданова.

***

Уже через несколько месяцев, когда Жиздра выйдет из берегов, у выхухолей начнется брачный период, а к маю-июню в подземных норках появятся детеныши. Потом они выроют собственные жилища. А осенью входы в эти жилища снова осторожно пересчитают чьи-то резиновые сапоги.

На конец декабря прошлого года численность населения нашей планеты перевалила за 7,6 млрд человек. Примерно полмиллиона из них в настоящий момент ожидают в очереди на пересадку почки. И это только один орган, если же говорить об очереди на трансплантацию в целом, то речь пойдет о миллионах человек. Помимо всего прочего, это рынок медицинских услуг с оборотами в миллиарды долларов, сложнейшими технологиями и криминальными схемами. О том, какое влияние на эту отрасль оказывают достижения в области клеточных технологий и геномного редактирования рассказала младший научный сотрудник сектора геномных механизмов онтогенеза Татьяна Шнайдер. Ее доклад прошел в рамках цикла публичных лекций в Институте цитологии и генетики СО РАН, который не первый год организовывает профессор, д.б.н. Павел Бородин.

А начала она свой доклад с краткой характеристики текущего состояния дел. Современная медицина осуществляет пересадку самых разных органов и тканей, но существуют и приоритетные направления – абсолютное большинство операций по пересадке приходится на почки, печень и сердце. Высокий спрос рождает и долгое ожидание: срок ожидания почки доходит до двух лет, сердца – до полугода. Добавьте к этому высокую стоимость операции (в американских клиниках пересадка сердца стоит, к примеру, более миллиона долларов, в европейских – цена не сильно отличается). Российским пациентам трансплантация обойдется несколько дешевле – операция по пересадке печени в Новосибирской областной больнице стоит полтора миллиона рублей – но это тоже намного превосходит годовой доход среднестатистической новосибирской семьи. К тому же, в цену операции не включены все дополнительные услуга, включая послеоперационный уход. Еще одна особенность России – законодательная: у нас разрешено только два вида донорства – посмертное и от генетических родственников (за исключением костного мозга), что, естественно, сужает возможности поиска подходящего донора. Эти два обстоятельства – высокая цена и долгий срок ожидания – приводят к тому, что многие из нуждающихся в операции так до нее и не доживают. Для большей наглядности, вернемся к почкам: в год в мире проводится около 30 тысяч операций по их пересадке, ожидающих своей очереди – в пятнадцать раз больше. Многие из них своего донора так и не дождутся. А ведь еще есть так до конца и нерешенная проблема иммунного отторжения организмом донорского материала. И совершенно понятно, какое высокое значение придается во всем мире разработке технологий искусственного выращивания органов для трансплантации.

Сегодня есть несколько типов пересадки органов. Самый простой (с точки зрения восприятия организмом) – аутоиммунная трансплантация, когда донор и реципиент – один и тот же человек. Она «снимает» проблему отторжения, но есть другое серьезное ограничение – таким способом можно пересаживать волосы, кожу, на этом, пожалуй, все.

Еще один способ, почти исключающий опасность иммунного отторжения – изотрансплантация, когда донором выступает однояйцевый близнец пациента.  Как понимаете, этот вариант носит еще более ограниченный характер, просто в силу того, что такие близнецы рождаются не часто (в среднем один случай на триста рождений). Но, кстати, первая успешная пересадка органов от человека к человеку, состоявшаяся в 1954 году, была осуществлена именно таким способом. Но большинству последовавших за братьями Херрик пациентов пришлось идти по пути аллотрансплантации (органы получены от стороннего донора) со всеми сопутствующими проблемами, о которых уже сказано выше.

Но вернемся к разрабатываемым в настоящее время технологиям в области трансплантации. Продолжается развитие ксенотрансплантации (пересадки человеку органов животных, прежде всего, свиней). На сегодня из-за проблемы сильнейшего иммунного ответа успешно удается пересадить только части отдельных органов, например, сердечные клапаны. Но ученые продолжают поиск способов решить эту проблему, один из возможных путей – скажем так, «очеловечивание» органов. Достичь этого можно изменив геном животного-донора и к настоящему моменту уже получено более двух десятков трансгенных свиней, у которых нокаутированы («выключены») некоторые родные гены или вставлены отдельные гены человека. Цель – «обмануть» иммунную систему пациента. Результаты первых опытных пересадок были вдохновляющими, но проводились они без участия человека, между свиньями и человекообразными обезьянами.

Еще один способ - вырастить в организме животного орган, состоящий из человеческих клеток. Конечно, для этого потребуются не обычные свиньи (или мини-пиги, выращиваемые для медицинских исследований), а т.н. «химерные» животные. Лидерами в этой области считаются Хиромицу Накауши и Хуан Бельмонте (оба в настоящее время работают в США). Эти ученые довольно далеко продвинулись в деле создания «химер».

Это сложный и многоэтапный процесс. Для начала надо добиться того, чтобы в организме животного не вырос «родной» орган (например, поджелудочная железа), что достигается редактированием генома на стадии эмбрионального развития, нокаутом генов, отвечающих за его формирование. А уже затем – «вырастить» из внедренных стволовых клеток орган, предназначенный для пересадки. Пока такой эксперимент удалось совершить на лабораторных животных (грызунах), но в 2017 году профессор Бельмонте сумел получить химерный эмбрион с генами человека и свиньи и довести его до стадии в 38 дней. Правда, там это смешение произошло по всему телу.

– Сразу начались опасения в духе, а что, если эти изменения коснутся не только нужного органа, той же железы, но еще и нейронов, - рассказала Татьяна Шнайдер. – Ответ очевиден – надо нокаутировать гены, отвечающие за нейрогенез, с помощью методики CRISPR-Cas.

Еще больший интерес вызывает идея создания искусственных человеческих органов. И речь, понятно, идет не о протезах конечностей (а в этой области тоже немало успехов, к примеру – бионические протезы), а о внутренних органах – тех же почках, сердце и пр.

Как известно, каждый орган состоит из клеток, каркаса и сосудов. И задача тканевой инженерии (которая и занимается созданием искусственных органов) – не просто создать и объединить все эти три компонента, но и заставить их работать слаженно.

Главные источники клеток для искусственных органов – костный мозг и индуцированные плюрипатентные стволовые клетки, являющиеся основой для «строительства» нашего организма на эмбриональной стадии. Каркас создается из биосовместимой синтетики и органики, самый популярный в тканевой инженерии материал для этого – коллаген. Наиболее проблемный сегмент на сегодня – создание сосудистой системы искусственного органа. И не забудем, что потом все эти материалы надо объединить по весьма «сложному чертежу» в требуемый орган.

Как и в случае с трансплантацией, наука идет к решению задачи несколькими параллельными путями. Первый – инкапсуляция клеток, которая используется для создания небольших конструкций. Клетки-доноры покрываются оболочкой, проницаемой для поступления пищи, энергии и т.д., но непреодолимой для лимфоцитов организма-хозяина. Тем самым, для иммунной системы «чужак» остается невидимым, что снимает проблему отторжения. Сегодня по такому принципу работает созданный в Австралии препарат, который вводится в организм пациента и вырабатывает там инсулин животного происхождения, избавляя человека от необходимости регулярных инъекций безо всякой аллергии. В настоящее время его разработчики пытаются создать на основе этого метода и более сложные трансплантаты.

Второй способ называется децеллюляризация (или, по определению докладчика – «генеральная уборка»):

– Допустим, вы купили холодильник «с рук». Первое, что вы сделаете – тщательно избавитесь от всех следов прежнего владельца, проведете в нем генеральную уборку. То же самое можно проделать и с органами.

В результате децеллюляризации избавляются от всех клеток, оставляя только каркас, как правило – коллагеновый. С пациентами-людьми операции по трансплантации трахей на основе этого метода проводил печально известный хирург Паоло Маккиарини, в том числе и в России. Печально – потому что практически все пациенты через некоторое время скончались. В результате, на его работы в этой области в настоящее время наложено «вето», а его самого обвиняют в частности в фальсификации данных. Но вся эта ситуация не означает бесперспективности самой методики, скорее говорит о том, что она требует значительной доработки перед внедрением в клиническую практику.

Более позитивно идет развитие третьей технологии – сборки органа de novo. Один из лидеров этого направления – Энтони Атала (США), еще в 2006 году он первым в мире создал искусственный мочевой пузырь. Отличие этого метода в том, что ученые не берут готовый каркас, а создают его сами, а потом заселяют клетками. Пока метод de novo удается применять для получения относительно несложных по строению органов, таких, как упомянутый мочевой пузырь. Зато пациенты, прооперированные Аталой, даже спустя годы чувствуют себя превосходно. Правда, в последнее время Атала много внимания уделяет биопринтингу.

Биопринтинг – еще один метод создания искусственных органов с помощью 3D-принтеров. В последнее время достижения в этом направлении часто становятся темой для репортажей СМИ.

– 3D-принтинг захватил умы человечества, сейчас печатают все, от маленьких пластиковых фигурок до жилых домов. Так почему бы не напечатать и орган, - продолжила Татьяна Шнайдер.

Подход такой же, как и с печатью домов, вы послойно наносите «чернила». Но в случае домов это бетон, а в случае органов – клетки и внеклеточные материалы. Видимо, в силу популярности и достаточной разработанности аддитивных технологий, именно этот подход в создании искусственных органов вызывает наибольший интерес со стороны коммерческих компаний. В виду большого количества опубликованных работ на эту тему можно уже говорить о некоем общем протоколе работ по этому методу. Что радует, такие работы ведут и в нашей стране – одна из компаний в Сколково напечатала искусственную щитовидную железу, а после успешно трансплантировала ее мыши.

Последний метод, упомянутый в докладе – создание мини-органов. К слову, Татьяна и сама проводит работы, основанные на этом методе. Эта технология позволяет из плюрипотентных стволовых клеток выращивать ткани, похожие на отдельные части органов, или – органоиды. Первые органоиды получили в Австрии в 2013 году. С тех пор направление быстро развивается. Ученые уже создали, например, органоиды почек, печени, легких, сетчатки глаза. Эта технология, отметила докладчик, важна не только для трансплантологии:

– По сути, это уникальная возможность наблюдать органогенез на ранних периодах. В том числе, развитие некоторых наследственных заболеваний, моделировать болезнь в лабораторных условиях.

Если же говорить о возможностях для пересадки органов, то главное в этом методе – научиться создавать в его рамках полноценные органы (а не органоиды).

В любом случае, учитывая актуальности этой задачи для человечества в самом широком смысле слова и количество научных групп по всему миру, которые работают над ее решением, можно ждать новых технологических прорывов, причем, в самом ближайшем будущем.

Сергей Исаев

Заинтересовала тема – рекомендуем прослушать лекцию «Искусство искусственных органов» Татьяны Шнайдер

Ученые обратились к государству за финансированием международных академических обменов, рассказал глава РАН Александр Сергеев на встрече с президентом России Владимиром Путиным. В планах Академии наук создание при поддержке государства центров, которые будут принимать зарубежные рабочие группы, функционирующие по принципу мозговых штурмов. Идея привлечения зарубежных «мозгов» не нова, и в научном сообществе отторжения не вызывает. Вместе с тем, на практике часто встречается имитация международного научного обмена, говорят ученые. Какие подводные камни встречаются в академической дипломатии и как отличить пиар-акции от подлинного научного сотрудничества?

«Фактически академический обмен с 2013 года приостановлен, и очень важные программы, по которым велось сотрудничество со многими странами, сейчас просто заморожены», - посетовал Александр Сергеев на встрече с главой государства.

Именно на возобновление и развитие научного взаимодействия с зарубежными коллегами и направлен, по его словам, проект Академии наук по созданию центров межакадемического обмена. Как подчеркнул президент РАН, организовывать такой обмен планируется по-новому.

«Мы хотим в стране открыть несколько центров, которые будут принимать рабочие группы, работающие по принципу мозговых штурмов. Есть сейчас достаточно новая форма в науке, когда собираются на одну-две недели самые сильные люди из всех стран. Это не конгрессы, а именно 20–30 человек высочайших профессионалов. Они анализируют тренды и результат, намечают пути. Те страны, которые очень активно участвуют в организации подобной деятельности, привлечении на свои территории таких мозговых штурмов, автоматически оказываются в центре внимания науки в соответствующей области», - пояснил Александр Сергеев.

На встрече с президентом возможные темы мозговых штурмов перечислены не были. Эксперты полагают, что такими темами могут стать проблемы перехода к ресурсосберегающей энергетике, создания новых способов транспортировки и хранения энергии, развитие цифровых производственных технологий и роботизированных систем, в частности роботизация медицины и другие приоритетные направления научно-технологического развития страны.

При этом сама практика международного академического партнерства не является чем-то новым для российских научных и образовательных учреждений, отмечают ученые. Ректор Петербургского экономического университета Игорь Максимцев, говорит, что его вуз регулярно сотрудничает с иностранными профессорами. В течение года приглашаются порядка 120 ученых со всего мира в качестве приглашенных преподавателей.

«Финляндия, Германия, Франция, Италия, Швеция, Китай и Япония – основной блок стран, с которыми ведется сотрудничество. В среднем программы рассчитаны на две недели, но бывают и интенсивные лекции, занимающие от одного до трех дней. В этом случае человек может выступать целый день – до семи часов. Его знания настолько интересны нам, что мы его приглашаем и оплачиваем необходимые расходы», - отмечает Максимцев.

Кроме того, существуют программы двойного диплома с зарубежными партнерами, в рамках которых студенты на протяжении двух лет слушают лекции приглашенных профессоров, говорит Игорь Максимцев.

Вместе с тем, случается, что вузы и научные учреждения приглашают зарубежные «мозги» с целями далекими от развития науки. Так, тех же иностранных профессоров привлекают, чтобы попасть в международный рейтинг вузов или повысить престижность заведения.

«Это происходит повсеместно: пиар на пустом месте делается за счет тех или иных великих людей, которые приезжают в вуз практически случайно, по приглашению. Иногда достаточно, чтобы человек находился в университете буквально полчаса. За это время делаются необходимые фотографии, пишутся новости и разносятся по миру. Но это можно сделать максимум раз или два. А дальше придет студент и спросит: вы в своих рекламных проспектах показывали, что у вас нобелевские лауреаты лекции читают, когда я его могу услышать?», - поясняет Игорь Максимцев.

Когда наука получает на дипломатию средства от государства, подход к выбору приглашенных профессоров зачастую не такой строгий, как в случае, если тратятся внебюджетные средства, замечает ректор Государственного университета аэрокосмического приборостроения Анатолий Оводенко. А то бывает, что приглашение зарубежного ученого никак не сказывается на развитии научного процесса, и научное общение оборачивается пустой говорильней.

«Если вуз зарабатывает своим горбом, они такой ерунды себе позволить не могут – приглашают только тогда, когда это действительно нужно и знания уникальны», - уверен Анатолий Оводенко.

В технических вузах, занимающихся прикладной наукой, результат тех или иных научных исследований должен переноситься на производства. Как раз с этим у многих зарубежных ученых дела обстоят неважно, считают их российские коллеги.

«Качество кадров во многих мировых инженерных университетах – в Германии, Великобритании, Норвегии, Америки – крайне низкое. Преподаватели оторваны от производственных задач, и фактически сильны только одним – цитируемостью своих публикаций. И самое печальное, что инженерные научные проблемы, которые раскрываются в этих статьях, никакого отношения не имеют к реальным подтверждениям этих результатов в лабораториях. Идет, так называемый, теоретический диалог. Иногда он воспринимается производственниками как практическая реальность, они пытаются ее внедрить и понимают, что там нечего внедрять. Деградация научных исследований – это общая проблема в мире по инженерным исследованиям», - считает ректор Санкт-Петербургского горного университета Владимир Литвиненко.

Он подчеркивает, что для российской науки ценен потенциал зарубежных ученых. В то же время интеграция в международное академическое пространство не должна скатываться к поверхностным и малосодержательным рассуждениям о «путях развития науки», за которыми зачастую стоит лишь желание получить солидную финансовую господдержку.

«Российским вузам необходимо приглашать профессоров, обладающих уникальными знаниями и способными консолидировать вокруг себя специалистов, работающих в данной конкретной области. Результатом должно стать создание постоянно действующих групп учёных и новых современных лабораторий. Только такая концепция обеспечит научные прорывы в стратегически важных для России отраслях. И принесёт реальную пользу отечественной экономике, народному хозяйству. Создаст условия для трансферта инноваций в конкретные производства. Это стратегическая цель, которая позволит вузовской науке превратиться в реальную опору государства», - уверен Владимир Литвиненко.

В последние годы набирает обороты сотрудничество между Новосибирской областью и Республикой Беларусь. 21 – 24 января большая представительная делегация во главе с губернатором НСО Андреем Травниковым посетила союзное государство.

В состав новосибирской делегации, помимо руководства области и города, вошел ряд ректоров новосибирских вузов, представители президиума Сибирского отделения РАН и директор ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» Алексей Кочетов. А значительная часть программы визита была посвящена развитию научно-технического сотрудничества. Как отметил Андрей Травников, «Есть такой термин – народная дипломатия, считаю, что научная дипломатия – явление еще более сильное».

Подтверждением этому служит тот факт, что на сегодня уже десять научных институтов Сибирского отделения заключили соглашения о сотрудничестве с научными учреждениями НАН Республики Беларусь. В этот список вошел и ИЦиГ СО РАН, по итогам визита новосибирские генетики заключили такое соглашение со своими коллегами из Института генетики и цитологии НАН Беларуси.

В дальнейшем ученые намерены проводить совместные исследования по целому ряду направлений, включая биоинформатику, разработку новых методов селекции животных и растений, а также биомедицину. Среди других форматов сотрудничества предусматриваются взаимная стажировка научных сотрудников и аспирантов, приглашение ведущих специалистов для чтения лекций, совместные издательские проекты.

В целом, отметил Алексей Кочетов, по итогам переговоров наметилось достаточно много точек для возможного сотрудничества, очевидна обоюдная заинтересованность в такой работе, а потому визит в Белоруссию можно считать полностью удавшимся.

Пресс-служба ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»

Денисова пещера — единственное место на Земле, где обнаружены останки одного из подвидов людей, денисовского человека. В этой алтайской пещере также жили неандертальцы, а вот люди современного типа, по-видимому, до нее не добрались. Две международные группы, среди которых множество россиян, уточнили датировку слоев грунта в пещере, а также орудий труда, животных и растительных останков, найденных в ней, и создали подробную хронологию жизни пещеры и ее обитателей.

Денисова пещера в Алтайских горах стала широко известна в 2010 году, когда известный палеоантрополог Сванте Паабо идентифицировал новый подвид людей по остатку фаланги детского пальца, найденного в пещере в 80-х годах прошлого века. С тех пор работы в ней не прекращаются. За эти годы археологам удалось найти тут четырех денисовцев, двух неандертальцев и Дэнни, девочку-метиса двух подвидов людей.

Предыдущие датировки останков и грунта проводили в основном с помощью радиоуглеродного анализа. Однако этот метод позволяет «заглянуть» лишь на 50 тысяч лет назад — более старые объекты хорошо датировать уже не удается. Поэтому исследователи из России, Австралии, Англии и Германии провели большую работу по уточнению датировок, чтобы получить единое представление о хронологии событий в Денисовой пещере. Их отчеты были только что опубликованы в новом номере журнала Nature.

Авторы первой статьи занимались оптическим датированием слоев пещерного грунта. Для этого они собирали свои образцы в темноте, прятали их в специальные контейнеры и везли в оксфордскую лабораторию, где светили на них инфракрасным светом и измеряли интенсивность их люминесценции. Считается, что каждый минерал может так или иначе люминесцировать под воздействием света, и чем дольше он пробыл в темноте, тем сильнее будет светиться. Таким образом, это позволяет оценить, когда на исследуемые объекты в последний раз падал солнечный свет.
С помощью оптического датирования исследователи создали подробную послойную карту всех трех галерей Денисовой пещеры с указанием возраста каждого слоя. С использованием этой карты они уточнили древность животных и растительных останков, ранее найденных в пещере. Это позволило им установить то, как менялся климат в районе пещеры со временем, и их выводы сошлись с палеоклиматическими моделями, построенными с опорой на данные отложений озера Байкал, за исключением того, что в то время как 150 тысяч лет назад байкальский климат был холодным, в Денисовой пещере он был теплым и влажным. Оговаривая этот момент, исследователи пишут, что, во-первых, в пределах всего одной тысячи лет климатические флуктуации могут быть достаточно значительными, а оптическая датировка, которой они пользовались, имеет слишком большой «разброс».

Самые древние из обнаруженных в пещере находок — каменные орудия — были извлечены из слоев, которые авторы статьи датировали приблизительно 287 тысячами лет, а самые ранние останки денисовцев встречаются в слое возрастом около 200 тысяч лет. Из этого они заключают, что денисовские люди жили в этой пещере уже как минимум 300 тысяч лет назад. Неандертальцы появились в пещере позже — самая древняя находка, которую можно им атрибутировать, имеет возраст около 193 тысяч лет.

Авторы второй работы работали с более ранними останками, устанавливая их возраст с помощью радиоуглеродного анализа. Таким образом они датировали многие артефакты — орудия и украшения, найденные в пещере.

Для исследования останков людей ученые использовали зоо-масс-спектрометрию (zooMS) — метод, чем-то напоминающий построение филогенетических деревьев. Только здесь вместо ДНК для сравнения используют коллаген, один из основных белков костной ткани. Кроме того, исследователи выделили фрагменты ДНК из почвы пещеры и сравнили их с ДНК, выделенными из костей. Они определяли возраст останков, основываясь на отличиях в последовательности ДНК и времени, за которое они могли возникнуть (для этого используют среднюю частоту мутирования).

По итоговым оценкам, самые старые из найденных останки денисовцев можно датировать примерно 195 тысячами лет, а самые молодые — 52—76 тысячами.

Во время существования последних известных денисовцев на Земле уже жили люди современного типа. Некоторые из них жили неподалеку от Денисовой пещеры около 45 000 лет назад. Однако до сих пор неизвестно, были ли какие-либо контакты между этими двумя подвидами в Денисовой пещере (а вот популяции людей в Восточной Азии скрещивались с денисовцами как минимум дважды). Останков современных людей в пещере нет, а артефакты, судя по глубине залегания, все же скорее принадлежат денисовцам.

Полным ходом идёт подготовка к IV форуму «Городские технологии», который пройдет в Новосибирске 4-5 апреля этого года. Вспоминаем о некоторых итогах прошлых форумов и рассказываем о том, что ждет участников этого – в интервью с начальником департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии города Александром Люлько.

– Александр Николаевич, уже можно сказать, что форум «Городские технологии» стал традиционным. Чем, по-Вашему, вызвана его популярность?

– Действительно, форум проводится уже в четвертый раз. И с каждым годом он становится все масштабнее. А причина достаточно очевидна: мы живем в мире, где наука играет все большую роль. И вполне естественно стремление использовать научные достижения для улучшения качества жизни людей. С этой целью мы уже на первом форуме подписали соглашение с Сибирским отделением Академии наук и теперь активно работаем в этом направлении. Форум позволяет познакомиться с технологичными новинками, которые можно применить для совершенствования городской инфраструктуры, ознакомиться с практикой их внедрения в различных городах, а также рассмотреть механизмы внедрения.

– Что именно удалось внедрить по итогам форумов прошлых лет?

– Таких разработок несколько, и мы уже рассказывали о них горожанам. Например, «умные остановки» общественного транспорта с бесплатным Wi-Fi, устройство для зарядки мобильных устройств и интерактивным справочным экраном с «умной» кнопкой, при нажатии на которую в голосовом режиме можно задать вопрос и получить на экране ответ как доехать до нужного места и когда придет транспорт. Или «Умная школа» - система, контролирующая работу всей инфраструктуры школы: электрооборудования, водоснабжения, датчики пожарной безопасности. Ряд медицинских учреждений города оборудованы роботизированной системой записи на прием к врачу, т.н. «электронная регистратура». Дальнейшее распространение этой технологии позволит решить проблему дозвона в регистратуру и сделает запись к врачу быстрым и более комфортным для горожан. В школе № 115 начали устанавливать тепловые насосы, позволяющие отапливать здания используя тепло земли.

Еще один пилотный проект совместно с Институтом теплофизики и ЖКХ Новосибирского научного центра мы планируем запустить в ближайшее время на известном мусорном полигоне между Академгородком и Кольцово. Современные технологии позволяют не просто уничтожать мусор, а получать из него полезные вещи: тепло, электричество, полезные строительные материалы, в частности, тротуарную плитку, изделия из синтепона и т.д.

Нами поддержаны и внедряются несколько разработок для людей с ограниченными возможностями. Например, в аптеках города и отделениях Сбербанка стали устанавливаться сурдофоны, которые позволяют переводить язык глухонемых на обычный язык и наоборот. В нашем бизнес-инкубаторе выпускается коляска-вездеход «Катервиль», которая позволяет инвалидам с нарушениями опорно-двигательной системой перемещаться по лестничным маршам. Компания «Неограниченные возможности» выпускает тактильно-звуковую мнемосхему, позволяющую слепым людям ориентироваться в пространстве.

Это только часть того, над чем мы работаем. Полный их перечень хватит на отдельное большое интервью.

– Тогда давайте вернемся к предстоящему форуму. Прежде у каждого из них была своя сверхзадача. Например, первый был по сути смотром технологий и инноваций, которыми располагали новосибирские ученые и разработчики. Второй посвятили формированию программы «Умный Новосибирск». Что будет главной задачей этого, четвертого форума?

– Рассмотреть существующие механизмы реализации инновационных проектов. Этот форум будет отличаться масштабностью – одновременно мы проводим встречу членов Ассоциации крупных городов СНГ, где будут рассмотрены лучшие практики внедрения новых технологий. Потому что сегодня уже речь идет не про отдельные продукты или технологические решения, у нас целые отрасли городского хозяйства требуют масштабной модернизации. Речь идет о качественно новых подходах, которые мэрии еще предстоит выработать, в том числе с учетом опыта других городов.

– Вы говорите про опыт ближайших соседей. А мировой опыт создания «умных городов» планируете как-то использовать?

– В этом году сопредседателем форума согласился быть председатель Российско-сингапурского делового совета Николай Анатольевич Волобуев (заместитель гендиректора Госкорпорации Ростех, председатель Российско-сингапурского делового совета). В числе гостей форума будет большая делегация из Сингапура. Цель нашего приглашения – более глубокое знакомство с опытом Сингапура, который стабильно занимает лидирующие позиции в разных рейтингах «умных городов». И нам, безусловно, есть чему у них поучиться. Еще мы ожидаем приезд делегации из Гуанчжоу – одной из наиболее продвинутых, в плане «умных технологий», провинций Китая. Проявляют интерес к Форуму специалисты из Германии. Очень интересные технологии планируют представить наши друзья из Белоруссии. Так что на форуме будет достаточно много говориться именно о мировом опыте строительства «умных городов».

– Возможен ли прямой перенос того же сингапурского опыта в российскую действительность, или их решения потребуют серьезной адаптации под наши условия?

– Представители Сингапура уже приезжали на наш форум, но в этом году мы ожидаем визит руководителя правительственного агентства, отвечающего за внедрение «умных технологий». То есть, у них есть специальная структура, проводящая эту работу. Сами они говорят, что в области собственно создания технологий они не могут тягаться с ведущими странами мира, включая и Россию, которые располагают несравненно большими ресурсами для этого. Но в Сингапуре есть отлично проработанная система внедрения этих технологий в повседневную жизнь, которая включает обучение людей их использованию, интересный опыт эффективной господдержки и т.д. Это достаточно сложно организованный механизм, но Сингапур доказал, что он может работать с потрясающей эффективностью. И этот опыт для нас является ценным в первую очередь.

– Разве главным барьером для модернизации городского хозяйства не является высокая «цена вопроса»?

– Некоторое время назад я был на российском форуме, посвященном «умным городам» в Сколково и там поднималась эта тема. Понятно, что сегодня масштабное внедрение этих технологий может позволить себе только Москва, чей бюджет в 55 раз больше, чем у Новосибирска. Но как раз в этой ситуации и полезен опыт Сингапура – государства, у которого практически не было своих ресурсов, даже питьевая вода у них импортируется из Малайзии. Но они сумели создать механизм привлечения этих ресурсов извне и максимально эффективного их использования. И сегодня они в числе лидеров и по ВВП на душу населения, и по внедрению «умных технологий». Как это применимо в нашем случае.

Простой пример, перед нами встала задача ко времени проведения в городе молодежного чемпионата мира по хоккею оборудовать «умными остановками» наиболее оживленные маршруты транспорта. Очевидно, что для городского бюджета это серьезная нагрузка. Поэтому мы пошли по пути привлечения бизнеса к этому процессу: остановка делится на две части, одна из которых имеет «коммерческую нагрузку».

На первой остановке там разместили банкомат, на второй – точку по продаже горячей выпечки. В обмен этот бизнес берет на себя часть расходов по оборудованию и содержанию остановки, облегчая нагрузку на бюджет. Схожий подход, в формате «энергосберегающего контракта» мы будем применять в распространении системы «умная школа» и т.д.

– Что еще нового подготовили организаторы форума этой весной?

– По просьбе аппарата полпредства Президента РФ в СФО, мы готовим стратегическую сессию по технологиям для Арктики. Эта масштабная программа предусматривает развитие арктических поселений. Их жители живут и работают в достаточно экстремальных условиях и обеспечить им нормальное качество жизни можно только с использованием современных технологий (энергосберегающих, медицинских, строительных и т.п.). Мы рассмотрим вопрос создания таких технологий, используя наши научные и производственные возможности. Это не только наш вклад в решение общенациональной задачи, но и возможность загрузить наши предприятия новыми заказами. Кроме того, надо помнить, что в Сибири тоже достаточно непростые условия для жизни, поэтому ряд разработок можно будет внедрять не только в Заполярье, но и у нас. Еще одно новшество –участие в работе форума представителей крупных государственных корпораций. Я уже упоминал, что сопредседателем «Городских технологий» в этот раз будет один из руководителей Ростеха, мы также пригласили представителей Росатома и Роскосмоса. Каждая из этих корпораций располагает своими наборами уникальных технологий, которые могут пригодиться не только в их основной деятельности, но и для городской инфраструктуры. Например, Росатом обладает технологиями выпуска мощных литий-ионных батарей, которые используются, в частности, для современного электротранспорта. Роскосмос имеет в своей структуре производство скоростных трамваев. Есть много интересных разработок и у предприятий, входящих в структуру Ростеха. В большинстве своем это оборонные предприятия, перед которыми сейчас поставлена задача увеличения выпуска продукции для гражданских нужд. Так что интерес у нас взаимный, а это лучший фундамент для сотрудничества.

Георгий Батухтин

Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) разработали экономически выгодный и экологически чистый метод утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) путем сжигания в составе композиционного топлива (низкосортный уголь + вода + жидкий горючий отход). Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Cleaner Production.

Ежегодно на территории России образуется более 50 миллионов тонн твердых коммунальных отходов. Система обращения с таким перспективным для промышленности сырьем развита слабо: повторное использование, вторичная переработка, применение в качестве топлива для выработки тепла и электричества на сегодняшний день мало распространены.

Как сообщил доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Дмитрий Глушков, добавление отходов в состав композиционного топлива ТЭС может стать основой для снижения общих объемов захоронения и стимулирования развития сопутствующих технологий обращения с ТБО, а также снижения объемов потребления углей энергетических марок для нужд генерации энергии.

При этом он пояснил, что научный коллектив провел исследование закономерностей и характеристик зажигания и горения группы составов композиционного жидкого топлива с мелкодисперсными частицами ТБО (древесина, резина, пластик, картон) в условиях, соответствующих условиям горения топлива в топках энергетических котлов.

"Мы установили, что топливо с ТБО горит не хуже, чем составы без добавления этого компонента, а содержание оксидов азота и серы в дымовых газах существенно ниже", ‒ отметил Дмитрий Глушков, подчеркнув, что максимальная разница в концентрациях достигает 70% и 45% соответственно.

По мнению ученых, это позволит обеспечить основу для разработки экологически чистой и экономически выгодной технологии утилизации ТБО, которые нельзя переработать в настоящее время. Такая технология, например, может быть внедрена на существующих объектах угольной теплоэнергетики в переходный период в течение 10–15 лет при модернизации системы обращения с отходами – переход от модели складирования и захоронения ТБО к модели их переработки и повторного использования, когда строительство мусоросжигательных заводов нецелесообразно.

Напомним, что в 2017 году специалисты ТПУ разработали группу составов жидкого композиционного топлива, основанного на промышленных отходах (низкосортный уголь, вода и горючая жидкость), теплота сгорания которого сравнима с показателями энергетического угольного топлива при меньших выбросах парниковых газов.

По словам ученых, широкое использование перспективного топлива на практике будет способствовать решению глобальных экологических и энергетических проблем.

Как мы и предполагали, правительство оперативно откликнулось на высказывание главы государственной корпорации Роснано Анатолия Чубайса по поводу низких тарифов на электроэнергию. Недавно стало известно, что Министерство экономики подготовило свои предложения по введению социальной нормы потребления электроэнергии для населения. Эта тема обсуждалась еще в прошлом году, и теперь данная инициатива, судя по всему, может получить «добро» на самом верху. Какие изменения нас ожидают? В первую очередь, речь идет о дифференциации тарифов для населения. Установлен верхний порог – до 300 кВт/час в месяц – когда оплата будет осуществляться по обычному (базовому) тарифу. При превышении этого порога оплата будет идти уже по повышенному тарифу. А если потребитель превысил 500 кВт/час – вступает в силу «экономически обоснованный» тариф. При этом количество людей, занимающих жилое помещение, в расчет не принимается. Кроме того, постепенно будут сокращаться льготы для горожан, пользующихся электроплитами.

Как мы знаем, тема тарифов всегда вызывает острые дискуссии. Ее постоянно обсуждают с таким пылом, что создается впечатление, будто от нее напрямую зависит судьба российского энергетического комплекса. Хотя, если вникнуть в суть разговоров, то обнажается одна неприглядная составляющая: вся эта проблема, в конечном итоге, сводится к тому, чтобы «справедливо» перераспределить  имеющиеся ресурсы, в том числе и те, которые были созданы предыдущими поколениями. И в этом плане стоило бы понять: а как формируется энергетический комплекс сейчас – в его чисто технологической, а не экономической составляющей? Идем ли мы здесь по пути передовых стран?

Часто, говоря о тарифах, наши «эксперты» кивают на Запад. Дескать, там никто потребителям поблажек не дает и «энергорасточительства» не допускает. Именно этот «убойный» аргумент использовал в своих выступлениях Анатолий Чубайс. К сожалению, от его взора ускользнул другой аспект энергетической проблемы, куда более важный. А именно – развитие технологий производства электроэнергии и модернизация генерирующих мощностей.

Как с этим обстоят дела у нас и у них? Коль уж наши ответственные руководители начинают говорить об эффективности в сфере энергетики, то неплохо было начать не с потребителей, а с производителей. Насколько эффективны российские энергетические объекты в сравнении с зарубежными?

Например, в США, в странах ЕС и в Японии эксплуатируются десятки тепловых электростанций на сверхкритических параметрах. Индия, Китай и Южная Корея идут тем же путем, инвестируя в современные технологии сжигания угля. Причем, сверхкритические параметры еще не предел. В последнее время появляются энергоблоки на так называемых «суперсверхкритических» и даже «ультра-сверхкритических» параметрах. То есть угольная энергетика за рубежом не стоит на месте и достаточно активно развивается, опираясь на новейшие научные разработки и планомерно повышая КПД электростанций. Интересно, что в США на долю угольной энергетики приходится до 60% вырабатываемого в этой стране электричества. Лидерство американцев в энергетической сфере напрямую связывают с развитием современных технологий для электростанций, работающих на угле.

Угольная энергетика традиционно считается «грязной», тем не менее, американские специалисты пытаются устранить этот изъян. Серьезный интерес проявляется, в частности, к технологиям газификации угля и к технологиям «чистого» сжигания. Принципиально, что всё это поддерживается американским правительством. Так, на программу «чистый уголь» было выделено три миллиарда долларов из государственного бюджета. Кстати, Китай в последнее время идет тем же курсом, вкладывая серьезные средства в развитие своей угольной генерации.

Мы сейчас не затрагиваем тему развития альтернативной энергетики. Как известно, возобновляемые источники энергии стали особенно популярными в странах ЕС, где на волне очевидных успехов в этой области даже хотят отказаться от угольных электростанций в ближайшей перспективе. Мы не будем обсуждать здесь эти шаги, а равно и влияние «зеленых» на энергетическую политику европейских стран. Важно подчеркнуть, что энергетика во всех передовых странах является для государства приоритетной отраслью и пользуется существенной поддержкой, в том числе финансовой. Кстати, в США также уделяют внимание ВИЭ, даже таким «экзотическим» для нас источникам, как тепло глубинных пород. Напомним, что к 2050 году американцы намерены за счет глубинного тепла вырабатывать 100 ГВт электроэнергии (по объему это составляет 40% от всей российской генерации сегодняшнего дня).

Коль уж речь зашла об эффективности, стоит напомнить о том, какую роль играют современные экологические требования при модернизации традиционных генерирующих мощностей (в той же угольной энергетике). В странах ЕС, как мы знаем, экологические требования очень жесткие. Это вынуждает производителей энергии всерьез заниматься внедрением передовых технологий, дабы сократить выбросы тепла и парниковых газов в атмосферу. В этом, собственно, - слагающая энергоэффективности, которая начинается не с потребителей, а с производителей. 

Как обстоят дела с эффективностью в нашей стране? Какие успехи могут продемонстрировать российские «эффективные» менеджеры в столь важной стратегической сфере? Где у нас очевидные технологические прорывы, где новейшие энергетические объекты, соответствующие уровню XXI века? Наконец, много ли вложено государственных средств в эту стратегически важную отрасль, дабы не было отставания от других стран?

Думаю, любой из нас понимает, что похвастаться здесь особо нечем. Я не хочу сказать, что у нас этих проблем не понимают. Понимание есть, безусловно. Мало того, российские ученые, чья работа прямо или косвенно затрагивает технологии в сфере энергетики,  постоянно напоминают властям о необходимости коренной модернизации в этой отрасли. Отметим, что более половины крупных энергетических объектов в России уже подходят к тому рубежу, когда им потребуется капитальный ремонт. Тепловые электростанции в нашей стране уже морально устарели. Но если сегодня даже в развивающихся странах переходят на сверхкритические параметры, то у нас это всё происходит пока что только на уровне разговоров.

В последнее время представители Минэнерго начали много говорить о модернизации ТЭС. Такое впечатление, что российские чиновники неожиданно открыли для себя новые возможности, о которых они как будто не помышляли все последние двадцать-тридцать лет – то есть за всё то время, когда в других странах шло стремительное обновление генерирующих мощностей. Конечно, в теории мы выглядим неплохо. Я бы даже сказал, что чиновники научились очень красиво и складно говорить – настолько складно, что придраться к их словам просто невозможно. Неприглядная картинка, как всегда, замечается на практике, которая почему-то постоянно не срастается с правильной теорией.

Возьмем наш город. Как мы знаем, в Новосибирской области электроэнергии потребляется больше, чем совокупно производится здешними электростанциями. Для региона, претендующего на новый индустриальный рывок, ситуация выглядит не очень хорошо. Прежде чем оглашать амбициозные планы, стоило бы для начала поставить вопрос о преодолении энергодефицита. Когда-то у нас рассматривался вопрос о строительстве еще одной крупной ТЭЦ, но со временем стало понятно, что частным инвесторам такие проекты не интересны, а государство раскошеливаться на это дело также не намерено (денег, как всегда, у нас нет). Сегодня мы видим, как построенная в середине 1980-х ТЭЦ-5, с которой в то время связывали прорывные технологии сжигания угля (речь идет о водно-угольной суспензии), банально переводится на бурый уголь.  Никаких впечатляющих прорывов здесь мы не наблюдаем, как и строительства новых суперсовременных энергетических объектов (я говорю сейчас о большой энергетике). Фактически, в этой отрасли всё остается по-старому. Никаких технологических прорывов мы не наблюдаем вовсе. И если говорить откровенно, то мы видим использование остатков советского наследия (до каких пределов, пока еще не понятно).

Тем временем сибирские ученые презентуют свои разработки для угольной энергетики, предлагают новые подходы и проекты, уже практически не надеясь быть услышанными теми, кто в этом (по идее) должен быть заинтересован. Речь идет о крупных энергетических компаниях и о правительстве. До последнего времени были надежды на начало серьезных перемен (ведь в теории мы ориентируемся на передовые страны). Однако в прошлом году в Минэнерго недвусмысленно дали понять, что никаких масштабных государственных вложений в технологическую модернизацию генерирующих мощностей (по примеру США или Китая) не планируется. Денег, как всегда, у нашего правительства не оказалось. Что касается руководителей Минэнерго, то их, судя по всему, в большей степени интересует так называемое «управление спросом», чем внедрение современных технологий. При таких приоритетах тема тарифов кажется куда более актуальной, чем переход на «какие-то там» сверхкритические параметры.

Андрей Колосов

«Мне дух земли родней, желанней / Благодаря его влиянью я рвусь вперед, как во хмелю» - эти строки из бессмертного творения Гёте о докторе Фаусте в какой-то мере отражают общий настрой немецких естествоиспытателей, живших на рубеже XVIII – XIX веков. Примечательно, что дух ренессансной натурфилософии задержался в Германии на пару столетий, найдя себе открытое выражение как в отвлеченных философских трудах, так и в работах тогдашних натуралистов. Более того, именно здесь вызревала мощнейшая реакция на торжество механицизма и рационализма, которые в названный период определяли пути развития не только науки, но и всей западной цивилизации.

В наши дни уже плохо понимают необычную коллизию, возникшую в интеллектуальной среде благодаря убедительной победе современной науки, отринувшей старую натурфилософию. Естествознание классической эпохи принято называть «аналитическим», намекая тем самым на характерный метод познания, когда объект исследования разбирался на отдельные «винтики» и рассматривался по частям. Целое в этой картине утрачивало свое значение, отходило на задний план и фактически никак не определяло понимания сущности вещей. Исследователь, взявший на вооружение принципы точной науки, не рассматривал природные объекты в их связи с единым целым. Точнее, его это единство почти никак не интересовало. В XVIII веке такой подход к объекту считался прогрессивным, и его сторонники (как это часто бывает) даже во многом перегнули палку, воспринимая природу как безжизненную механическую конструкцию, постигаемую через рассмотрение ее составных частей.

Реакция на эту крайность не заставила себя ждать. В частности, немецкие натуралисты не скрывали своего романтического отношения к природе, усматривая в ней наличие жизненных и творческих сил. Этот взгляд может показать архаичным, но именно он, как ни странно, во многом предвосхитил современные тенденции в естествознании, определившие характер научной мысли XX столетия.

Труды Гёте в этом плане особенно показательны. В то время увлечение естественными науками было для образованных людей в порядке вещей. Но есть один принципиальный момент, касающийся самих истоков этой жажды познания.

Гёте, как и его единомышленники, не ограничивался сбором и анализом фактов. Факты и аналитика для него – не главное. Скрупулезно сопоставляя кости различных животных, он пытается увидеть то, что недоступно взору обычного ученого-эмпирика – он пытается увидеть единый план строения живых существ. Гёте стремится проникнуть в святая святых – узреть общий замысел творения, разгадать основную тайну природы. Причем, он совсем не скрывал своих мотивов, заявляя о них прямо и недвусмысленно.

Мы не можем сказать, будто это была всего лишь причуда отдельно взятого поэта, увлекшегося естествознанием. Как я заметил выше, в трудах Гёте отразилась целая тенденция, имеющая далеко идущие последствия для науки. Немецкий поэт был не одинок в своих романтических изысканиях. По сути, так зарождалось эволюционистское направление в естествознании, без чего сегодня невозможно представить науки о природе вообще. Мы отчетливо видим, на какой идейной почве зарождался эволюционизм, какие принципы были поставлены здесь по главу угла и главное – какое отношение имел эволюционизм к познанию как таковому, откуда взялась эта идея и для чего её с таким пылом утверждали и отстаивали в научных баталиях.

К сожалению, эта предыстория уже не воспринимается как что-то принципиально важное. После триумфальной победы дарвинизма его предшественники остались в тени знаменитого английского ученого. Однако нужно понимать, что именно они формировали ту идейную атмосферу, благодаря которой теория Дарвина получила такой оглушительный успех. Без их «подготовительной работы» на нее мало бы кто обратил внимание. Не без стараний таких натуралистов, как Гёте, тема происхождения видов получила «прописку» в академическом сообществе. В противном случае она была бы отринута «строгими» учеными как явный пережиток старой натурфилософии.

К слову, понятие эволюции в его нынешнем значении утвердилось только после Дарвина. Во времена Гёте (то есть в первой половине XIX столетия) под эволюцией обычно понимали индивидуальное развитие живого существа – от эмбриона к взрослому организму. В трудах натуралистов того времени вы не найдете дотошно составленных эволюционных родословных, не найдете никаких «прогулок с динозаврами» и прочих углублений в доисторические эпохи (чем сегодня неизменно сопровождаются картины становления жизни на Земле). Ученые того времени не оперировали с такой легкостью миллионами и миллиардами лет, как это принято в наши дни. Всё только-только начиналось.

Задача, которую ставили перед собой предшественники Дарвина – обосновать саму возможность трансформации живых существ. Условно говоря, обосновать возможность превращения гипотетического бегемота в гипотетического слона. В качестве обоснования таких трансформаций как раз и выступал единый план строения всех живых существ. Его как будто угадывали при сопоставлении скелетов различных животных. Сторонники эволюции были уверены в том, что единый план существует, а раз так, значит, превращения возможны и могут укладываться в логику естественных процессов, нисколько не противореча законам природы.

Гёте в некоторых отношениях шел еще дальше своих коллег-единомышленников, пытаясь стереть границу между животным и человеком. О том, что человек имеет анатомическое сходство с обезьяной, говорили уже тогда, задолго до Дарвина. Но не всем хватало смелости поставить разумное существо в один ряд с неразумными тварями. Объективной преградой к подобному допущению служил один факт – отсутствие у человека межчелюстной кости, явно присутствующей у прочих млекопитающих. Гёте попытался дать тому собственные пояснения. Он доказывает наличие таковой кости и у человека (точнее, следы её былого присутствия), тем самым обосновывая возможность (давайте вдумаемся в это!) родства между обезьяной и человеком.

С позиции наших дней такой взгляд оценивается не иначе, как «прогрессивный». Но во времена Гёте всё было совершенно по-другому. Тон в науке о жизни задавали мыслители иного плана. Самым влиятельным авторитетом тогда был великий французский натуралист Жорж Кювье, который для биологов играл примерно такую же роль, какую Ньютон играл для физиков. Кювье, прекрасно владевший немецким языком, очень высоко оценивал немецкую систему образования, ставя её выше французской. Однако при этом он укорял некоторых немецких натуралистов в том, что они тянут науку назад, пытаясь возродить давно уже устаревшую натурфилософию с её пантеистическим взглядом на мир. Гёте принадлежал как раз к этому «лагерю», и подобный упрек со стороны знаменитого французского ученого не мог остаться без ответа. Он, безусловно, признавал научные заслуги Кювье, но совсем не разделял его неприятия тех идей, которые провозглашали первые эволюционисты. То, в чем Кювье видел пережиток прошлого, для Гёте как раз являлось признаком прогресса.

Столкновение указанных позиций вылилось в знаменитую дискуссию между Жоржем Кювье и его коллегой Жоффруа де Сент-Илером. Дискуссия состоялась в стенах французской Академии весной 1830 года. Причем, что характерно, она приняла открытый, публичный характер (что для тех времен было не типично). Гёте внимательно следил за этим событием, вызвавшим с его стороны куда больше внимания и переживаний, чем бурные социальные протесты, охватившие Францию в том же году. Итог дискуссии стал для него неутешительным. Победу признали за Кювье, доказавшим несостоятельность идеи единого плана строения живых существ (именно за неё ратовал Сент-Илер, единомышленник Гёте).

Кювье, по признанию самого Гёте, стремился к точному описанию объектов, к освоению обширного материала. Сент-Илер, напротив, «в тиши трудится над аналогиями существ и таинственным родством их».  Первый движется от одиночного к целому. Второй хранит целое в своем «внутреннем сознании» и живет в убеждении, что «одиночное может постепенно развиться из него». Для Кювье отвлеченные рассуждения о происхождении и трансформации видов как раз и были явным пережитком натурфилософии. Однако, несмотря на убедительность выдвинутых им аргументов, его победа в дискуссии не поставила точку в этом вопросе. Мало того, дискуссия, будучи публичной, только подхлестнула интерес к указанной теме. Тридцать лет спустя она вспыхнула с новой силой, завершившись на этот раз триумфом эволюционизма. Гёте не дожил до этого времени (он умер в один год с Кювье), хотя, судя по его высказываниям, он нисколько не терял надежды именно на такой исход.

Впрочем, не стоит думать, будто для него был принципиально важен какой-то реванш. Он признавал необходимость (и даже неизбежность) обоих подходов к исследованию природы. И, тем не менее, случилось так, что именно противники эволюции попали со временем в число реакционеров и противников научного прогресса (куда ненароком угодил и сам Кювье).

Олег Носков