Вопрос о том, как будут совместно работать Российская академия наук и Министерство науки и высшего образования, ставшее учредителем академических институтов, волновал ученых с начала пертурбаций во властных структурах. И вот недавно на сайте regulation.gov.ru появился проект постановления правительства о Правилах взаимодействия Минобрнауки и РАН при реализации возложенных на них полномочий. 

Хотя по целому ряду вопросов определены лишь общие принципы сотрудничества с указанием, что детали будут прописаны в специальных регламентах, документ многое проясняет. Например, достаточно детально раскрывается содержание термина “научное и научно-методическое руководство РАН”. В него входят согласование планов фундаментальных и поисковых исследований (в рамках Программы фундаментальных научных исследований РФ) для формирования государственных заданий; подготовка предложений в отношении самих госзаданий; экспертиза отчетов о проведенных исследованиях и полученных результатах; согласование программ развития организаций; мониторинг и оценка результатов их деятельности; выработка рекомендаций по развитию материальной и социальной базы науки. 

В отношении научных организаций, ранее подведомственных ФАНО, Академия наук будет наряду с научным и научно-методическим руководством согласовывать решения о реорганизации и ликвидации, а также рассматривать вопросы о внесении изменений в уставы в части научной и научно-технической деятельности. Президиум РАН, в свою очередь, уполномочен согласовывать кандидатуры директоров академических научных организаций, научных руководителей и руководителей научных направлений, а президент РАН - решения о прекращении полномочий руководителей институтов и назначении исполняющих обязанности директоров на период до избрания новых.

Кроме того, в Правилах обозначены направления сотрудничества Минобрнауки и РАН “по обеспечению условий проведения и координации научных исследований в области естественных, технических, медицинских, сельскохозяйственных, общественных и гуманитарных наук”, проводимых в научных организациях, находящихся в ведении министерства.

Планируется, в частности, общими усилиями развивать кадровый потенциал этих структур, участвовать в международном научном сотрудничестве, готовить предложения по вопросам развития законодательства в профильной сфере. 

Отдельный раздел правил посвящен формам координации деятельности сторон. Они достаточно стандартны: обмен информацией, образование координационных и совещательных органов и рабочих групп, участие в мероприятиях, проводимых партнером, организация взаимодействия территориальных органов министерства и региональных отделений академии, принятие регламентов и заключение соглашений.

Расписан и порядок проведения согласительных процедур. Если в ходе этих действий стороны не смогут прийти к общему мнению, к рассмотрению разногласий подключится заместитель председателя Правительства РФ, координирующий государственную политику в сфере науки. 

- Проект Правил взаимодействия, который Академия наук разрабатывала вместе с министерством, находится в стадии доработки, - сообщил “Поиску” вице-президент РАН Алексей ХОХЛОВ. - Возможно, что в итоге число упоминаемых регламентов сократится, так как детали взаимодействия по ряду вопросов, которые ранее планировались вынести в отдельные документы, теперь предполагается прописать непосредственно в Правилах.

А.Хохлов подчеркнул, что после принятия поправок в закон о РАН академия должна заниматься научным и научно-методическим руководством организациями разной ведомственной принадлежности, которые проводят фундаментальные и поисковые исследования. Поэтому в перспективе РАН будет заключать аналогичные соглашения с Мин-здравом, Минсельхозом и другими министерствами, имеющими подведомственные НИИ и вузы. 

При подготовке всех этих документов в полной мере используется опыт, который академия наработала в последние годы совместно с ФАНО.

- Алексей Ремович, есть мнение, что принятие этих Правил - серьезная победа академии, которая основательно увеличила свой “политический вес”. Вы с этим согласны?

- Правила - всего лишь нормативный акт во исполнение скорректированного поправками закона о РАН. А вот сами эти поправки, существенно расширившие сферу компетенций академии, - действительно серьезная победа. Научное и научно-методическое руководство всеми научными институтами и вузами вне зависимости от ведомственной принадлежности - очень важная функция. Что же касается академических институтов, к этому добавляются право РАН согласовывать решения о реорганизации и ликвидации НИИ, а также новое положение об освобождении от должности директоров и назначении исполняющих обязанности (только по согласованию с президентом РАН). 

В том, что этого удалось добиться, большая заслуга Александра Михайловича Сергеева, который с самого начала лично занимался всеми проблемами, связанными с совершенствованием законодательства, встречался по этому поводу с Президентом РФ. Первый этап этой работы завершен, сейчас мы приступаем ко второму - подготовке нового закона о РАН как государственной академии. При этом благодаря внесенным в существующий закон поправкам мы уже сегодня можем решать многие вопросы научной политики, в том числе жизненно важные для академических институтов.

- В каком состоянии находятся регламенты по направлениям взаимодействия?

- Регламенты готовятся. Они должны быть приняты в течение трех месяцев со дня утверждения Правил. 

- Рост числа организаций, находящихся под научным и научно-методическим руководством РАН, резко увеличит нагрузку на академию. Готова ли она к этому? 

- Странная постановка вопроса. Закон есть закон, его надо выполнять. 

- Обладает ли Академия наук ресурсами, необходимыми, например, для экспертной деятельности? К примеру, хватит ли у нее денег на оплату работы экспертов?

- Члены РАН получают от государства стипендию, и  не такую уж маленькую. В свою очередь, государство рассчитывает на то, что они будут выполнять экспертные функции. Кроме того, в этой работе нам очень сильно помогают профессора РАН, доктора наук, высокая квалификация которых подтверждена отделениями.

Что касается ресурсов, их не дают - их берут. Уверен, если мы не будем становиться в позу - “дайте денег и отойдите” - а наметим реальные проекты, которые позволят РАН реализовывать новые полномочия, то под эти задачи выделят дополнительные средства.

В частности, я считаю очень важным проектом цифровизацию всей экспертной работы Президиума РАН, в том числе оценки результатов НИР, анализа планов и отчетов НИИ и вузов. Академии необходимо создавать современные, удобные информационно-аналитические системы, более эффективные, чем провальная “Карта российской науки” или пресловутый “Парус”, который использовало ФАНО. 

- Согласно Правилам, за оценку результативности академических научных организаций отвечает РАН. Это ведь тоже определенное достижение? Ученые волновались, что эти функции передадут Рособрнадзору. 

- На права академии в этой сфере на самом деле никто и не покушался. Прописанная в положении о Рособрнадзоре формулировка не предполагала, что он будет присваивать институтам категории. Но беспокойство научной общественности можно понять: столько раз при столкновении с бюрократической машиной обжигались на молоке, что теперь дуем на воду. 

Подготовила Надежда Волчкова

Сегодня практически все ведущие страны мира реализуют проекты Smart City  («умных городов»). Эксперты ожидают, что к 2020 году их число составит несколько сотен, а в 2025 году эти города будут генерировать две трети мирового ВВП. А поскольку пока нет универсального рецепта строительства Smart City, то многие авторы таких проектов идут своим путем. В настоящее время можно выделить пять наиболее распространенных подходов или, иначе говоря, пять «дорог» в «умный город», которые подробно рассмотрели авторы монографии «Умный город XXI века», выпущенной этим летом издательством МГУ.

Первый подход можно обозначить как «Технократический». С подачи известного урбаниста Бойда Коэна эту модель называют Smart City 1.0. Ее охотно используют международные корпорации (IBM, Microsoft, Google и др.), вкладывая миллиарды в строительство новых городов на пустом месте.

В рамках этого подхода акцент делается на развитии интеллектуальных технологий в городской среде. А вот вопрос комфорта проживания в этом высокотехнологичном пространстве разработчиков первых проектов «умных городов» волновал не слишком. Проблему их заселения намеревались решить при помощи масштабных пиар-кампаний.

Но, вопреки ожиданиям, плоды рекламы оказались скромными: граждане не торопились заселять выстроенные сверкающие «умные города»… Практически построенный южнокорейский Сонгдо заселен лишь наполовину. Еще хуже ситуация в Масдаре (ОАЭ) – его создателям так и не удалось решить экологические проблемы и интегрировать город в экономику страны, в итоге проект заморожен, а число жителей арабского smart city минимально. Да и торжественно открытое в 2015 году «умное поселение» Иннополис в пригороде Казани пока заселено лишь на 5 % от первоначального проекта.

Причины таких результатов сегодня уже очевидны. Автоматическая система управления городскими коммуникациями в них практически лишена обратной связи с потребителями и плохо справляется с нестандартными ситуациями, которые ежедневно сотнями возникают в любом крупном человеческом поселении.

Оказалось, что для нормальной жизни в таком городе гражданам надо постоянно приобретать новые гаджеты и программное обеспечение. Иначе даже пользование общественным транспортом и оплата коммунальных расходов становится проблемой.

А конструктивистская архитектура этих городов действует на многих угнетающе. Эти и другие на первый взгляд неочевидные «шероховатости» и отпугивают потенциальное население технократических smart city.

Ответом на эту проблему стало возникновение другого подхода – «Управленческого» (или Smart City 2.0.). В его основе лежит концепция «умного города» как живого организма, в котором гармонично сочетаются интеллект и функциональность, разум и сила. А реализовываться он стал на основе развития традиционных городов с устоявшимися культурными традициями, что снимало часть проблем психологического и социального характера. Ключевыми факторами для разработчиков  стали не количественные показатели, а адаптивность и гибкость работы городских систем.

Одним из лидеров этого направления стал главный архитектор Барселоны Хосе Асебильо. Он утверждает, что «умный город» не должен активно расти вширь, поскольку это чересчур затратное занятие. И уж тем более ни к чему строить города «с нуля». Вместо этого надо сосредоточиться на реализации малых проектов внутри существующих городских границ. Причем речь идет не о раздражающей жителей наших городов «точеной застройке», а именно о формировании нового облика города. В той же Барселоне на сегодня реализовано свыше ста таких малых проектов, которые увеличили эффективность работы городского хозяйства при отсутствии разрастания вширь.

Однако и эта модель оказалась довольно затратной. Той же Барселоне теперь предстоит потратить миллиарды евро, чтобы связать эти малые проекты единой транспортной системой. В результате, основные вложения опять приходятся на развитие технологий и инфраструктуры, а не на повышение комфорта жизни горожан. Хотя несколько шагов в последнем направлении сторонники этого подхода и сделали.

В частности, больше внимания уделяется развитию систем обратной связи населения с властями и формированию общественного пространства (рынков, парков, мест проведения праздников и прочее).

В целом, этот подход стал популярным в развитии европейских городов, но высокая стоимость проектов и, как следствие, их недоступность для широких слоев населения породили новые споры среди урбанистов. Споры, которые породили третий подход – «Антропоцентричный» (или Smart City 3.0.). Его сторонники исходят из того, что в современном мире люди меняются быстрее, чем города, поэтому в городском развитии надо ориентироваться  на их развивающиеся интересы, работу и досуг. В таком городе во главе угла стоит творчество его жителей, которое должно порождать все новые и новые идеи совершенствования городской среды.

Интересным примером реализации этой  стратегии является Вена. Слоган проекта программы, запущенной ее властями в 2014 году гласит: «Вена – город для жизни». И это не пустые слова: в прошлом году международное консалтинговое агентство Mercer в очередной раз отдало Вене первое место в своем рейтинге по качеству и уровню жизни.

Еще одна важная черта венской стратегии заключается в ее долгосрочности, она рассчитана до 2050 года. А это, в свою очередь, заметно повышает инвестиционную привлекательность города для бизнеса. Равно как и курс властей на развитие механизмов государственно-частного партнерства.

Руководство города грамотно использует имеющиеся в их распоряжении преимущества. К примеру, Вена – крупнейший университетский город в немецкоязычном пространстве и как магнит притягивает к себе креативную молодежь. Здесь им создают возможности для самореализации, в том числе, в сфере развития городских технологий. В результате, в другом рейтинге – популярных стартап-городов мира – Вена занимает шестое место в мире.

Обратной стороной медали этого подхода является его излишняя декларативность, в той же Вене большая часть заявленных целей и параметров существует пока лишь в документации авторов проектов. Тем не менее, опыт Вены сегодня активно изучается другими странами (в частности, Белоруссия активно перенимает его в запуске проекта СимбиоСити на территории Бреста). А вот Москва и Санкт-Петербург отдают предпочтение подходу Smart City 2.0., что делает проекты модернизации уязвимыми на фоне продолжающегося в стране социально-экономического кризиса.

Своим путем идут в Юго-Восточной Азии. В 2014 году премьер-министр Сингапура Ли Сяньлун запустил масштабную программу Smart Nation («Умная нация»), которая стала новым шагом на пути развития концепции «умного города».

Реализация такого подхода облегчается тем фактом, что Сингапур является городом-государством, и «умная нация» прекрасно размещается в границах этого мегаполиса, давно ставшего на путь развития концепции smart city. Теперь же он выходит на качественно новый уровень: не просто развивать новые технологии, а строить «умное сообщество», творчески использующее смарт-технологии практически во всех сферах своей жизни. Как говорится в манифесте сингапурских властей, «Граждане, а не технологии находятся в центре нашего видения "умной нации"».

В нем же сформированы ключевые задачи, которые надо решить на этом пути. Во-первых, объединить все институты общества (правительство, бизнес, университеты и науку) в процесс совместной разработки инновационных решений развития города. Во-вторых, сформировать предпринимательскую культуру, в которой поощряются стартапы и эксперименты. В числе других задач – принципиальная модернизация транспортной инфраструктуры, ведение застройки по стандартам энергоэффективных и экологичных «умных домов» и т.п.

Важной особенностью проекта является его доступность для жителей: он не только выложен на правительственных интернет-ресурсах, но и доступен в виде популярного среди сингапурцев приложения для смартфонов. Это позволяет им чувствовать себя вовлеченными в процесс и повышает уровень его поддержки со стороны населения.

Еще один подход впервые был озвучен в прошлом году руководством японской национальной корпорации Mitsubishi Electric. Они обозначили его как Super Smart Society (или Society 5.0.).

Как подчеркивает генеральный менеджер корпорации Норицуту Уэмура, речь идет о большем, чем очередное «хай-тэк поселение», японцы замахнулись на создание нового социально-экономического уклада – отсюда и название.

Одна из причин появления этого проекта – проблема старения населения, которая стоит перед Страной восходящего солнца экономикой очень остро (большинству населения перевалило за полвека, и эта ситуация только обостряется). Решать ее японцы намерены с помощью «цифровой экономики», для ее строительства даже создано специальное ведомство – Национальный институт продвижения «цифровой экономики» и «цифрового общества». Главная цель последнего – развитие наук и технологий на благо каждого человека. Это позволяет экспертам говорить о том, что Society 5.0. есть очередной этап развития Четвертой промышленной революции.

Идеологи Society 5.0. утверждают, что для развития «цифрой экономики» надо преодолеть т.н. «пять стен»:

1) стена министерств и ведомств (чтобы идти вперед, нужны четкая национальная стратегия и поддержка инициатив государством вплоть до создания новых органов власти);

2) стена законодательной системы (разрабатывать и принимать новые нормы, снимающие барьеры для использования инновационных технологий);

3) стена технологии (формирование механизмов, позволяющих каждому пользоваться преимуществами «цифровой технологии», таких как «конструктор сайтов», позволяющий создать свой интернет-ресурс, не владея языками программирования);

4) стена человеческих ресурсов (людей надо обучать жизни и работе в условиях «цифровой экономики»);

5) стена общества (преодоление общественных стереотипов и фобий, связанных с технологическим прогрессом).

Преодоление этих «стен», по мнению японцев, – залог развития не только их страны, но и всего человечества. Как заявил их премьер-министр Синдзо Абэ, «нынешняя эра – эра всеобщего подключения: Интернет вещей, технологии служат обществу, и так появляется новая модель его функционирования, то, что мы называем пятым обществом».

И японские «умные города» Фуджисава и Цунасима в рамках данного подхода – уже не «вещь в себе», а органичная часть гораздо большей концепции мироустройства будущего. Возможно, именно в таком статусе их развитие будет наиболее эффективно. Однако и у японского подхода есть свои критики, указывающие на его слабые стороны (ведь, как известно, идеальных решений не бывает). В данном случае, говорят они, сосредоточившись на «цифре» и повседневном комфорте обитателей, создатели первых японских smart city, построили «технологические муравейники», где почти нет места красоте и даже зелени осталось немного. В условиях острого дефицита ресурсов, свойственного японской экономике, это, возможно, и верное решение, но в качестве общемировой модели оно остается спорным. А значит, поиск лучшей дороги в «умный город» продолжается.

Наталья Тимакова

Для увеличения емкости современных магнитных носителей информации необходимо преодолеть фундаментальное ограничение на минимальный размер магнитной ячейки памяти. Один из вариантов решения данной проблемы – использование мономолекулярных магнитов. В будущем они могут обеспечить сверхвысокую плотность записи информации на носители, а также стать структурными блоками квантовых компьютеров. Над исследованиями магнитов размером с молекулу работают ученые Международного томографического центра СО РАН (МТЦ СО РАН) при помощи Лазера на свободных электронах (ЛСЭ) СЦСТИ Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Результаты опубликованы в Journal of Magnetic Resonance.

Глобальная цель проекта МТЦ и ИЯФ СО РАН – научиться манипулировать намагниченностью мономолекулярного магнита с помощью коротких импульсов излучения ЛСЭ на рабочих станциях ЭПР-спектроскопии и СКВИД-магнетометрии. Специально под этот проект физики ИЯФ СО РАН разработали электронный модулятор мощности ЛСЭ, позволяющий формировать микросекундные импульсы терагерцового излучения.

Старший научный сотрудник лаборатории магнитного резонанса МТЦ СО РАН, кандидат физико-математических наук, старший преподаватель НГУ Сергей Вебер:

«На данный момент мы говорим о фундаментальных исследованиях, но практические приложения, такие как создание ячеек сверхъемких носителей информации и кубитов, вполне вероятны в недалеком будущем.

Для прикладного использования мономолекулярных магнитов необходимо научиться контролируемо индуцировать в них спиновые переходы – “перемагничивать” молекулы – это и есть основная задача наших экспериментов, которые мы проводим с помощью терагерцового излучения.

Получаемые данные уникальны и могут лечь в основу прикладных методик манипулирования спиновым состоянием мономолекулярных магнитов, а также позволят улучшить параметры существующих мономолекулярных магнитных систем».

Одна из проблем, которая стояла перед учеными МТЦ СО РАН, была связана с ограничением времени воздействия мощного лазерного излучения на объект. В первых экспериментах макроимпульсы терагерцового излучения формировались механически. Удалось успешно сформировать импульсы длительностью ~300 микросекунд, но мощность лазера все равно приходилось уменьшать, чтобы не перегревать образец. Тогда специально для этого эксперимента физики ИЯФ СО РАН разработали электронный модулятор мощности ЛСЭ. Весной 2018 г. экспериментально были получены импульсы порядка 50 микросекунд.

Ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Олег Шевченко:

«Чтобы избежать сильного нагрева исследуемых образцов, необходимо уменьшить среднюю мощность излучения, но при этом сохранить пиковую. Для решения данной задачи нами был предложен метод электронной модуляции терагерцового излучения, который позволяет относительно быстро выключать генерацию ЛСЭ, сохраняя при этом средний ток электронного пучка, что важно для устойчивой работы ускорителя.  Для других пользователей ЛСЭ большее значение имеет не величина средней мощности, а ее стабильность – новый метод позволяет плавно изменять среднюю мощность за счет изменения скважности макроимпульсов. Важно и то, что управлять работой модулятора пользователи смогут самостоятельно со своих рабочих станций».

Электронный модулятор мощности ЛСЭ откроет новые возможности для проведения экспериментов, так как позволит работать на пиковых мощностях без термического воздействия на объекты, а передача контроля за излучением конечному пользователю упростит и сам ход экспериментов.

Алла Сковородина

Более трехсот докладов, распределенных по восьми секциям, порядка 150 иностранных участников – таков масштаб стартовавшей 20 августа 11-й Международной конференции по биоинформатике регуляции и структуры геномов и системной биологии (Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\Systems Biology — BGRS\SB-2018), организованной при непосредственном участии ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Новосибирского государственного университета. Открытие конференции состоялось в Большом зале Дома ученых Академгородка. Работа основных секций будет продолжена в новом корпусе НГУ и продлится до 25 августа. Кроме того, в рамках конференции состоится несколько научных мероприятий, в том числе: Второй Международный симпозиум «Системная биология и биомедицина-2018» и 10-я Международная школа молодых ученых «Системная биология и биоинформатика».

Открывая конференцию, председатель СО РАН академик Валентин Пармон отметил, что за двадцать лет данное мероприятие приняло поистине международное значение. При этом, подчеркнул ученый, далеко не случаен тот факт, что именно Новосибирский научный центр стал тем местом, где эта конференция зародилась. Дело в том, что в далекие 1960-е генетика как наука не поддерживалась руководством страны, но несмотря ни на что, как раз здесь, в Академгородке, был создан Институт цитологии и генетики.

Другое важное обстоятельство, на которое обратил внимание Валентин Пармон, связано с тем, что сам Академгородок является уникальным местом с точки зрения мультидисциплинарности представленных здесь наук.

По этой причине интеграционные процессы, объединившие в наши дни биологов, медиков, математиков и программистов, лежат в основе исследовательских традиций Новосибирского научного центра, где творческие контакты между представителями различных дисциплин были изначально в порядке вещей. «Очень много институтов СО РАН связаны и с информатикой, и с генетикой, и с медициной и с агронаукой. И сейчас они в комплексе очень хорошо попадают «под зонтик» понятия биоинформатики. Мы прекрасно понимаем важность этой науки, которая очень интенсивно развивается в последние десятилетия. От нее ожидается огромный вклад в нашу жизнь», – указал Валентин Пармон.

Ректор НГУ Михаил Федорук напомнил, что само это направление – математическая биология – зародилось в Академгородке под руководством выдающегося советского математика и одного из основоположников кибернетики Алексея Ляпунова. «И очень приятно, что за шестьдесят лет эта работа продолжается и ведется она на передовом мировом уровне. При этом в нашем университете – совместно с институтами СО РАН – осуществляется подготовка кадров, в том числе – по биоинформатике», – заметил Михаил Федорук.

По словам директора ИЦиГ СО РАН Алексея Кочетова, информатика и системная биология, представленные на конференции, являются своего рода способами объединения разных научных дисциплин. По большому счету, речь идет об использовании методов математики для правильного анализа больших данных, которые в настоящее время являются основой многих наук и условием их дальнейшего развития.

«Для нашего института эта конференция очень важна, и мы очень рады, что она получается у нас хорошо», – сказал Андрей Кочетов.

Методологическое значение биоинформатики и системной биологии подробно разъяснил научный руководитель ИЦиГ СО РАН академик Николай Колчанов. По словам ученого, системная биология и информатика формируют концептуальную и методическую платформу для междисциплинарных интеграционных взаимодействий большого количества наук. Сюда входят и биология, и сельскохозяйственные науки, биотехнология, медицина, физика, химия и, конечно же, математика и информатика. «Именно в рамках этих взаимодействий биоинформатика и системная биология становятся точными науками и дают не только возможность анализа больших генетических данных, но также помогают планированию новых экспериментов, что особенно важно для практической реализации полученных знаний через инженерию живых систем», – пояснил Николай Колчанов. Именно эта концепция, отметил он, отражена в самой структуре проходящей мультиконференции.

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

Наблюдения за так называемым внегалактическим фоновым излучением помогли российским астрофизикам выяснить, как долго живут самые крупные "звездные ясли" в пределах Млечного Пути. Их выводы были представлены в журнале MNRAS.

"Мы давно знаем, что  основная доля ультрафиолетового излучения производится звездами, а инфракрасное излучение и молодые звезды рождаются в гигантских молекулярных облаках из частичек пыли. Тем не менее,  оставалось неясно, какие параметры эволюции звезд и облаков существенны для фонового изучения, а какие – нет", — объясняет Григорий Рубцов из Института ядерных исследований РАН в Москве, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

Внегалактическое фоновое излучение (extragalactic background light — EBL) — это оставшееся со времен эпохи формирования первых звезд ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение. В отличие от космического микроволнового фона, оставшегося после Большого взрыва, этот вид электромагнитных волн обнаружить чрезвычайно трудно — его "забивает" мощное излучение современных звезд и галактик.

Однако "увидеть" внегалактическое излучение очень важно для астрономов, поскольку это позволит заглянуть в древнейшую историю Вселенной.

Ученые полагают, что фоновое излучение возникло в эпоху от 300 тысяч до миллиарда лет после Большого взрыва, во время так называемой "эпохи реионизации". В это время Вселенная еще раз стала прозрачной благодаря тому, что ее нейтральные атомы Вселенной превратились в ионы под действием света первых звезд.

Рубцов и его коллега Александр Корочкин приблизились к раскрытию тайн первых звезд Вселенной, пытаясь понять, как современные  гигантские молекулярные облака, крупнейшие "звездные ясли" Млечного Пути и других галактик, могут вносить помехи в внегалактическое фоновое излучение.

Российские астрофизики обратили внимание на то, что "эхо" света первых звезд будет немного, но отличаться по своему устройству и спектру от того свечения, которое вырабатывают крупнейшие облака пыли и газа в Млечном Пути и в других галактиках. В частности, последние будут вырабатывать большую часть света в инфракрасном диапазоне, тогда как внегалактическое фоновое излучение будет больше выражено в ультрафиолетовой и видимой части спектра.

Соответственно, зная массу этих облаков и скорость образования звезд, можно точно вычислить силу EBL, и наоборот – зная примерную силу свечения первых звезд Вселенной, можно узнать то, как устроены и как работают крупнейшие "звездные ясли" Галактики и ее соседей. Проблема заключается в том, что ни тот, ни другой параметр пока невозможно точно вычислить.

Корочкин и Рубцов приблизились к решению этой проблемы, создав компьютерную модель Млечного Пути, которая учитывает различия в характере свечения гигантских молекулярных облаков и первых звезд Вселенной. Случайно меняя их свойства, ученые пытались сделать виртуальную копию нашей Галактики наиболее похожей на то, как она выглядит на самом деле, что позволило им раскрыть некоторые черты ее крупнейших звездных "роддомов".

Как оказалось, типичное гигантское молекулярное облако живет около 6 миллионов лет и имеет радиус около 20 световых лет. Это заметно меньше размеров крупнейших "звездных яслей" окрестной Вселенной — облаков Ориона в Млечном Пути и туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке, чья длина составляет сотни световых лет.

Подобные облака, как показывают расчеты ученых, начали появляться во Вселенной не позже, чем через 1,5 миллиарда лет после Большого Взрыва, что соответствует общепринятым теориям об эволюции галактик. В противном случае, как заключает Корочкин, мироздание просто не успело бы накопить нужное количество звезд для того, чтобы все галактики выглядели сегодня так, какими мы их видим на ночном небе.

Мы продолжаем вспоминать вместе с вами научные достижения 1918 года и оценивать их с позиций дня сегодняшнего. В прошлый раз мы говорили о физике, а в этот раз предлагаем небольшой экскурс в историю математики.

Как известно, Нобель по своим причинам оставил математиков «за бортом» своей знаменитой премии. Но это совсем не значит, что история этой науки в ХХ веке не имела выдающихся результатов. И один из них был получен как раз в 1918 году. Этому результату не так давно посвятил свою лекцию известный физик и науковед Алексей Левин.

Произошло это в Гёттингенском университете, который стараниями работавших там профессоров Феликса Клейна и Давида Гильберта в начале прошлого века превратился в своего рода «математическую мекку». Причем, даже сражения Первой мировой войны не сумели помешать этому.

Ситуация для математиков, на самом деле, вполне естественная – катаклизмы окружающего мира не имеют для них значения в сравнении с научными задачами. Известный российский математик Дмитрий Меньшов, к примеру, делился со студентами своими воспоминаниями о молодости: «А в 1917 году произошло событие, перевернувшее нашу жизнь [речь шла о членах Московского математического общества], мы занялись теорией функциональных тригонометрических рядов». Это было для него главным событием того года. Равно как и его коллеги в Германии больше внимания обращали на свою работу, чем на сводки с фронтов. Несмотря на то, что привычный мир довоенной Европы рушился на глазах.

В июльские дни 1918 года внештатная сотрудница математического отделения философского факультета Эмми Нётер представила его преподавателям (в числе которых – уже упоминавшиеся Гильберт и Клейн) свою работу, позже названную теоремой Нётер. Эмми приехала в Гёттинген в 1916 году, а до того на протяжении семи лет работала в математическом институте Университета Эрлангена (где читал лекции ее отец – математик Макс Нётер). Работала бесплатно, поскольку в то время для женщины было практически невозможно занять академическую должность. К слову, попытки Гильберта сделать Нётер приват-доцентом Гёттингенского университета тоже провалились из-за сопротивления профессуры. И потому в 1918 году дальнейшее представление ее работы взял на себя профессор Феликс Клейн.

В Гёттингене Нётер изначально занималась теорией непрерывных групп. Но вскоре Гильберт поручил ей работу над совсем другой темой. Ранее он немало времени посвятил изучению работ Эйнштейна, которые еще только оформлялись в знаменитую теорию относительности. И даже сумел доказать ее своим, отличным от эйнштейновского, способом. А попутно пришел к выводу, что в общей теории относительности незыблемость закона сохранения энергии оказывается под вопросом.

– Это тот самый принцип эквивалентности Эйнштейна, – подчеркнул Левин. – Если наблюдатель падает в гравитационном поле с тем ускорением, которое создает в этой точке поле, то он будет чувствовать себя в невесомости, а не действие гравитации.

Возникает вопрос: если в любой точке гравитацию можно «обнулить», то как говорить о сохранении энергии гравитационного поля. К поискам ответа на этот вопрос Гильберт и подключил Эмми Нётер, поскольку понимал, что для решения этой задачи надо работать с некими инвариантами (а Нётер несколько лет занималась работой именно в схожем направлении).

Она взялась за эту работу и уже через несколько месяцев получила впечатляющий результат, смысл которого в то время понимала, пожалуй, только она и еще два-три коллеги по Гёттингенскому университету.

Он был оформлен в виде теоремы, которую она и представила в своем докладе в июле 1918 года. Эта теорема связала закон сохранения с каждой дифференцируемой симметрией физической системы. Американские физики Леон М. Ледерман и Кристофер Т. Хилл написали в своей книге «Симметрия и прекрасная Вселенная» о том, что теорема Нётер является «безусловно, одной из самых важных математических теорем, используемых в современной физике, возможно, она находится на одном уровне с теоремой Пифагора».

– Это был абсолютно фундаментальный результат, который показал, что законы сохранения ключевых физических величин связаны с симметриями и вытекают из симметрии, – вторит им в своей оценке Алексей Левин.

Второй результат теоремы заключается в математическом доказательстве того, что в рамках теории общей относительности в классическом виде не работают. И если можно говорить о сохранении энергии, то только в каком-то необычном смысле слова.

Хотя результаты Нётер и были понятны в то время единицам (Эйнштейн, к слову, оценил возможности ее теоремы), постепенно она завоевывала себе «место под солнцем» в мужском мире немецкой математики. В 1919 году Гильберт добился-таки для нее должности приват-доцента. А три года спустя Нётер получила письмо от прусского министра науки, искусства и народного образования, в котором говорилось о присвоении ей титула профессора с ограниченными внутренними административными правами и функциями.

К тому времени, Нётер уже переключилась на другую задачу, с которой ее имя и связывают в первую очередь. Известный американский математик Натан Джекобсон по этому поводу писал:

«Развитие общей алгебры, которая стала одним из самых примечательных новшеств математики двадцатого века, в значительной степени заслуга Нётер – её опубликованных статей, её лекций, её личного влияния на современников».

Единственным ее вкладом в физику так и осталась эта работа и сформулированная теорема. Но зато физики, начиная с 1950-х годов, регулярно опираются на эту теорему в своих исследованиях. Особенно те, что занимались разработкой квантовых теорий поля. Что интересно, в прошлый раз, когда мы говорили про достижения собственно физиков, то вспоминали Нобелевскую премию Планка как раз за создание квантовой теории как таковой.

– Физики осознали, что с помощью теоремы Нётер можно разбираться в очень тонких математических аспектах практически любых полевых теорий, – заключил лектор.

И все это благодаря тому, что у нее был чрезвычайно общий подход к решению поставленной Гильбертом задачи. А вообще, сама эта история служит хорошей иллюстрацией роли, которую играет математика для естествознания. Остается лишь пожалеть, что Альфред Нобель почему-то отказался эту роль признавать.

Наталья Тимакова

Глава Новосибирской области Андрей Александрович Травников и первый заместитель Министра науки и высшего образования РФ Григорий Владимирович Трубников  рассказали о подготовке к форуму технологического развития и выставке «Технопром-2018» , акцентах программы и основной идее мероприятия.

«”Технопром” — очень хорошая площадка, где мы постараемся представить наши предложения и конкретные проекты коллегам из научного сообщества. Но самое главное, мы хотим представить эти проекты промышленникам, представителям индустрии. Очень важно, чтобы они уже сегодня оценили, насколько заинтересованы в этих проектах, насколько проекты будут востребованы в ближайшем будущем. Ведь основная идея “Технопрома” — это укрепление связки между наукой и индустрией», — заявил Андрей Травников.

Ключевой темой «Технопрома-2018» году станет «Наука как индустрия». В центре внимания — проекты и инициативы, направленные на ускорение технологического развития России, обеспечение ускоренного внедрения цифровых технологий в экономике и социальной сфере.

Одним из главных событий мероприятия станет первое публичное слушание проекта «Академгородок 2.0» — плана развития Новосибирского научного центра как территории с высокой концентрацией исследований и разработок. Проект разрабатывается в соответствии с поручением президента РФ Владимира Путина и должен быть представлен к 30 сентября.

Губернатор НСО прокомментировал концепцию «Академгородка 2.0»: «Это концепция так называемого «Треугольника Лаврентьева», где три базиса: наука, образование и промышленность. Так вот, мы хотим повторить успех и укрепить каждую из сторон этого треугольника уже в современных условиях. Мы надеемся, что эта модель станет востребована и в других научных центрах, а этот проект будет способствовать усилению кооперационных связей между регионами».

Григорий Трубников, первый заместитель министра науки и высшего образования РФ, отметил, что концепция «Академгородка 2.0» подразумевает развитие сетевого взаимодействия между научными центрами и организациями, которое должно привести к кратному увеличению совокупных ресурсов, направляемых на исследование и разработки в Сибири и на Дальнем Востоке. «Новосибирск и Сибирь должны превратиться в комфортную площадку для занятий исследованиями и разработками», — отметил он.

С болью в спине, ее еще называют дорсалгией или остеохондрозом, приходится сталкиваться многим из нас (особенно это касается людей старшего возраста). Эта проблема не просто доставляет неудобства, она может приводить к ограничению трудоспособности и другим серьезным последствиям. Между тем, о природе ее возникновения сегодня известно не так уж и много. По большому счету, это не заболевание, а набор симптомов, имеющий гетерогенную (разнохарактерную) природу.  Поэтому врачи обычно ограничиваются симптоматическим лечением (обезболивающие и противовоспалительные препараты), но эти боли имеют свойство возвращаться вновь и вновь, заметно ухудшая качество жизни человека.

Однако наука не стоит на месте, и результаты последних исследований позволяют надеяться на изменение ситуации к лучшему. Этой теме посвящен доклад на международной мультиконференции BGRS\SB-2018, которая пройдет в Новосибирске 20-25 августа 2018 года.

До сих пор в этом направлении преобладали исследования эпидемиологического характера, когда оценивается связь того или иного внешнего фактора риска (например, ожирения) с развитием болезни. Генетическими же корнями дорсалгии ранее практически никто не занимался.

– На самом деле у дорсалгии есть сильно выраженная генетическая компонента, - отмечает н.с. лаборатории рекомбинационного и сегрегационного анализа ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», к.б.н. Яков Цепилов. – Иначе говоря, есть люди, которые наследуют предрасположенность к этому заболеванию от родителей.

Изучение генетической составляющей позволяет ученым шире взглянуть на саму проблему, понять, какие механизмы запускают те или иные мутации в генах, почему они приводят к развитию симптомов, и одновременно оценить, какую роль играют уже известные внешние факторы, связанные с болями в спине. А значит, в итоге можно понять, как лечить не симптомы, а причины заболевания.

Ученые ФИЦ «ИЦиГ СО РАН» и НГУ несколько лет проводили исследования совместно с британскими коллегами из King’s College London. Работа основывалась на данных ресурса UK Biobank, содержащего информацию о геномах более полумиллиона добровольцев, предоставивших полную информацию о своем здоровье и состоянии организма. Опираясь на эти данные, десятки международных исследовательских групп изучают генетическую природу широкого спектра серьезных и опасных для жизни заболеваний.

– Используя метод полногеномного анализа ассоциаций, мы определили четыре гена, которые с высокой степенью достоверности ассоциированы с этой болезнью, - рассказал Яков Цепилов. – Это уже большой прорыв, потому что ранее находили только один ген, так или иначе связанный с дорсалгией.

На самом деле, в силу гетерогенности заболевания, количество вовлеченных генов должно быть большим, но определить их можно будет, только увеличив размер выборки. Ресурсы, которыми располагают генетики сегодня, не позволяют этого сделать  достаточно быстро.

Тем временем ученые продолжают более глубокое изучение уже имеющихся данных, сравнили их с генетическими компонентами других известных заболеваний. В частности, удалось выяснить, что боль в спине и депрессия имеют немало общих генетических составляющих. Это позволяет сделать вывод, что часто болезненные состояния вызваны проблемами не только опорно-двигательного аппарата, но и индивидуальным восприятием боли.

Напоминаем, что ведущие участники этого проекта примут участие в работе 11-й Международной конференции по биоинформатике регуляции и структуры геномов и системной биологии (Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\Systems Biology — BGRS\SB-2018), которая пройдет в новосибирском Академгородке 20-25 августа 2018 года.

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

10 лет назад в Денисовой пещере нашли обломок человеческой фаланги. Два года спустя стало ясно, что он принадлежит прежде неизвестному подвиду человека. С тех пор раскопки здесь не прекращаются. Слой за слоем, статья за статьей — со времени открытия денисовского человека по данным, полученным из недр алтайской пещеры, написаны десятки научных статей. Корреспондент «Чердака» побывала на международном симпозиуме Института археологии и этнографии СО РАН и зашла в Денисову пещеру, чтобы убедиться: «археологический Клондайк» еще далек от истощения.

Мировые звезды археологии, палеонтологии и палеогенетики в начале июля собрались на Алтае, в двух шагах от пещеры, где 10 лет назад был найден осколок кости Homo denisovan, денисовского человека. Ученые решили, что обсуждать историю эволюции человека следует там, где жил этот самый древний человек. Выйдя из конференц-зала, можно прогуляться до Денисовой пещеры, чтобы послушать шум горной реки, который когда-то слушали денисовцы, или забраться на окрестные скалы, чтобы окинуть взглядом ландшафт, не так уж изменившийся с тех времен.

Первое, что видят участники международной конференции, добравшись до стационара «Денисова пещера» Института археологии и этнографии СО РАН, это ведра, двигающиеся по канатной дороге между пещерой и пунктом промывки грунта, который находится на противоположном берегу реки Ануй.

Полное ведро спускается с горы, другое, уже пустое, возвращается по встречному тросу обратно в гору. Система спуска-подъема, отработанная годами практики, учитывает и вес ценного груза, и силу ветра, и даже влажность воздуха.

Пять денисовцев и три неандертальца

Молодые археологи весь день работают в пещере под укрепленными на потолке мощными софитами. Раскопки здесь ведутся так давно и основательно, что организовано стационарное освещение и даже локальное электроснабжение, которого хватает, чтобы, например, вскипятить чайник.

— Как вы отличаете, где заканчивается один слой и начинается другой? — интересуюсь я у руководителя раскопок, Александра Федорченко из ИАЭТ СО РАН.

— Они отличаются по составу, цвету, плотности — это видно невооруженным глазом, — показывает на вертикальный разрез ученый. — Слои плейстоценового периода обычно тоньше, поскольку на них давит сверху целая пачка слоев и они сильно спрессовались. К тому же во времена голоцена отложений стало больше, так как появились во множестве [те], кому их создавать. Выражаясь научным языком, к геологическим процессам прибавились биогенные.

Вся «пачка» слоев представлена в центральном зале. Каждый слой в раскопе многократно исследован и датирован научными лабораториями университетов Оксфорда, Аризоны, Вулангонгского университета Австралии и сразу двух институтов Общества Макса Планка. Сотрудники этих лабораторий уже не первый год приезжают, чтобы выбрать отложения для дальнейшего изучения: оптического датирования по зернам кварца и шпата, извлечения ДНК из грунта, исследования зерен древней пыльцы растений, радиоуглеродного датирования. С недавнего времени в Оксфорде используют метод зоо-масс-спектрометрии (анализ цепочек пептидов, который сами исследователи называют finger printing, т.е. буквально «снятие отпечатков пальцев»), позволяющий быстро определить по мельчайшим костным фрагментам, какому виду животного принадлежит кость.

Вместе с сибирскими археологами представители перечисленных лабораторий исследуют новые разрезы и решают, из какого слоя и участка взять очередную пробу грунта. Только за последние два года в пещере было взято более семисот образцов на исследование древней ДНК и около ста проб для оптического датирования. Самый древний костный фрагмент денисовца был обнаружен в 22-м слое центрального зала, который соответствует возрасту более 200 тысяч лет назад. Всего костных фрагментов древних людей в Денисовой пещере найдено уже восемь, пять из которых принадлежат денисовцам и три — неандертальцам.

Ландшафт из мышиного зуба

Свод центрального зала Денисовой пещеры теряется где-то в вышине. Сейчас сложно представить, что сорок лет назад пещера была заполнена рыхлыми отложениями. С каждым годом она приближается к своему оригинальному, древнему облику. Однако ученые не преследуют цели как можно быстрее зачистить все галереи и извлечь максимум находок. С развитием технологий получения информации из палеолитических артефактов они возвращаются к раскопкам прошлых лет и расширяют их, насколько это необходимо. Основная ценность Денисовой пещеры как раз в том, что она способна еще долго хранить данные, которые ученые пока еще не готовы извлечь и интерпретировать.

Сейчас работы ведутся в южной галерее. Лопатами здесь не пользуются — землю осторожно выбирают, а не копают, хотя саму процедуру продолжают называть раскопками. Каждый полевой сезон археологи извлекают из земли мельчайшие находки, в том числе и фрагменты костей древних людей. Работы ведутся с ювелирной тщательностью. А после этого грунт на всякий случай еще и промывают: что-то совсем мелкое может задержаться на сите. Например, обломок крошечной каменной бусины или мышиный зуб.

— Кости животных — это четкий индикатор климатических и экологических условий, — рассказывает мне еще один научный сотрудник ИАЭТ СО РАН, Максим Козликин. — Любая кость животного может служить основанием для реконструкции природной среды в конкретный период. Например, если в слое попадается много костей скальной полевки, значит, лесной растительности в тот период практически не было, а преобладали открытые скальные участки. На материалах из Денисовой пещеры опубликованы десятки статей, посвященных изучению животного мира и природной среды в разные периоды эпохи палеолита. Здесь найдены кости более ста видов плейстоценовых животных, а общее число обнаруженных костных фрагментов животных — свыше ста сорока тысяч.

Архаичный, но прогрессивный

Денисова пещера в буквальном смысле нашпигована древними артефактами. Всего за пару часов, пока я общаюсь с археологами в южной галерее, те извлекают из земли массивный кусок керамического сосуда и лопатку копытного животного.

Когда находки обнаруживаются в слоях возрастом от 50 до 300 тысяч лет, каждая — потенциальная сенсация. На других стоянках древних людей в слоях такого возраста ничего, кроме каменных орудий, не сохраняется. А Денисова пещера «законсервировала» и другие свидетельства древнейшей жизни.

— В пещере земля редко прогревается выше десяти градусов, но встречаются и мерзлые слои, — рассказывает Федорченко. — Добравшись до них, нам приходится ждать, когда грунт хоть немного оттает.

В слоях возрастом около 50 тысяч лет, там же, где впервые была обнаружена фаланга денисовца, найдены и костяная игла длиной 7,5 см с идеально высверленным ушком, изделия из бивня мамонта, раковин моллюсков и даже скорлупа яиц страуса, принесенные сюда издалека.

Никто не мог предположить, что в слоях такого возраста обнаружится такое большое количество предметов, которые мог произвести только очень развитый гоминид. Так, ученые нашли свидетельства высокого уровня развития культуры древних людей периода раннего верхнего палеолита.

Настоящими сенсациями стали кольцо из мрамора и браслет из хлоритолита, полудрагоценного прозрачного зеленого камня, на котором сохранились не только следы великолепной обработки: сверления, расточки, шлифовки и полировки, — но и даже починки.

Все эти предметы сильно сдвинули представления ученых о культурном и технологическом уровне «нового» подвида древнего человека, который при этом оказался более архаичным генетически, чем неандерталец.

Впрочем, алтайские неадертальцы, в частности из Денисовой пещеры, сильно отличаются не только от своих европейских собратьев, но и от ближайших соседей. Доклады сразу нескольких ученых из Германии, Италии и России сходились во мнении, что «денисовские неандертальцы» появились на Алтае намного раньше, чем другие алтайские неадертальцы, из Чагырской пещеры.

— Скорее всего, это были две разные волны миграции, сильно разделенные во времени, — говорит антрополог Мария Медникова из Института археологии РАН. — Неандертальцы из Денисовой пещеры имели более массивный скелет и обладали целым рядом отличительных черт, сближающих их с архаичным эректоидным населением (т.е. Homo erectus, непосредственными предками современных людей — прим. «Чердака»). Похожие неандертальцы, отличающиеся, в частности, от «классических» неандертальцев Европы, были обнаружены в пещере Окладникова (еще одна алтайская пещера, также известная своими археологическими находками — прим. «Чердака»). Для них также была характерна массивность, то есть очень толстые стенки трубчатых костей скелета. В пещере Окладникова были найдены кости ребенка, размеры которых соответствуют шестилетнему возрасту современных детей. Но по уровню внутренней массивности трубчатых костей его биологический возраст составлял уже около шестнадцати лет, а исследование костной ткани на микроскопическом уровне выявило картину, характерную для пятидесятилетнего человека. Такие изменения могут быть либо унаследованы генетически, либо развиться в связи с тяжелыми нагрузками, в частности адаптацией к холоду.

Пещеры Чагырская, Окладникова и Денисова — это самый восточный рубеж распространения неандертальского человека, до настоящего времени зафиксированный учеными.

Неандертальцы в пятом поколении

Мы стоим в южной галерее Денисовой пещеры на толстой полиэтиленовой пленке, которой закрыт слой возрастом около 50 тысяч лет — тот самый, одиннадцатый слой, в котором в соседней галерее был найден обломок фаланги мизинца денисовской девочки. С тех пор прошло десять лет, и сибирские археологи нашли еще несколько костных фрагментов денисовцев и неандертальцев, которые жили здесь, как выяснилось, примерно в одно время и, скорее всего, тесно контактировали.

— Насколько тесно они общались? Этот вопрос последние годы занимал наше воображение. Очень скоро вы узнаете на него ответ из наших работ, результаты которых обещают стать сенсационными, — интригующе улыбается руководитель Института эволюционной антропологии Макса Планка профессор Сванте Паабо, идентифицировавший в 2010 году денисовского человека.

Статья, по его словам, уже прошла рецензирование в Nature. Ученый продолжает говорить, напоминая всем присутствующим, что современные люди, за исключением африканцев, имеют от 1 до 3% неандертальской ДНК. Причем у европейцев этот процент в среднем заметно ниже, чем у азиатов.

— С одной стороны, 1−3% от всего генома — это немного, — рассуждает профессор. — С другой — сравните эту долю со средним количеством унаследованной нами ДНК от наших прямых родственников. От родителей — по 50%, от бабушек и дедушек — по 25%, от прадедов — уже по 12%. Еще два поколения — и наше неандертальское наследство уже никому не покажется ничтожно малым. Примечательно, что у разных людей встречаются разные части неандертальского генома. Если выделить неандертальскую ДНК у нескольких тысяч современных жителей, можно собрать из них целых 40% неандертальского генома!

К Берингову проливу через Ануй

Директор Института археологии и этнографии СО РАН, членкор РАН Михаил Шуньков рассказал участникам симпозиума, что на территории Алтая сегодня получена наиболее полная археологическая, палеографическая и палеогенетическая информация об эволюции рода Homo в восточной части Евразии.

— Здесь изучено около двадцати многослойных памятников, от раннего до финального палеолита, — рассказывает ученый. — Самые информативные из них находятся как раз здесь, в долине реки Ануй. Древнейшая из стоянок, Карама, имеет возраст около 800 тысяч лет, что показало исследование пыльцы из плейстоценовых отложений. Вы можете ознакомиться с найденными там каменными орудиями и сравнить их с найденными в Денисовой пещере. Еще одна стоянка, Ануй-3, находится всего в ста метрах отсюда, практически за зданием столовой. На ней, в слое возрастом сто тысяч лет, мы нашли уникальной формы листовидные бифасы (крупное удлиненное каменное орудие, характерное для ашельской культуры, первой культуры, покинувшей пределы Африки — прим. «Чердака»), с находками которых ученые традиционно связывают освоение американского континента из Евразии через Берингов пролив.

В разных местах Денисовой пещеры встречаются слои очень разного цвета: от радикально черного и красноватого до пепельно-серого и обычного песчаного. Кажется, это обстоятельство интересует всех туристов, которых здесь в течение дня бывает немало. Археологам они не мешают — ученые работают в огороженных частях пещеры. Из высокого центрального зала до нас доносится лишь хорошо различимое эхо. Прислушавшись к нему, можно понять, что некоторые из гидов явно неплохо осведомлены о результатах ведущихся здесь научных исследований, зато другие, напротив, предпочитают вести повествование в фантастическом жанре. Как бы то ни было, туризм и наука здесь не мешают друг другу.

Один из иностранных посетителей возвращается в пещеру уже второй раз.

— Он не мог себе представить, что этот титанический труд у вас выполняют такие хрупкие девушки! — не без гордости за «своих» сообщает его переводчица.

— Unbelievable! — повторяет американский турист, показывая одной рукой на многометровую яму в центре зала, а другой — на трех студенток, проходящих полевую практику в южной галерее. Смущенные девушки в прямом смысле углубляются в работу, склонившись к низкому своду дальнего края галереи. За их спинами чернеет узкий коридор, по которому пока можно только проползти. Зато ближняя часть галереи уже выше человеческого роста, видно аккуратно зачищенный срез в виде высоких ровных ступеней, состоящих из разноцветных слоев.

— Почему черный слой такой мощный, а серый тонкий? — интересуюсь я, указывая на причудливый рисунок разреза и отвлекая археологов от работы.

— Это фосфаты, отходы жизнедеятельности обитателей пещеры: хищников, скота, летучих мышей. А серые слои — это пепел костров, следы хозяйственной деятельности древнего человека. В данном случае не очень древнего, так как мы пока вскрываем слои эпохи бронзы. (II−IV тысячелетие до нашей эры — прим. авт.)

ДНК из песка

Вокруг древних кострищ археологи находят множество костей съеденных животных. На некоторых они различают следы зубов хищников, но встречаются и те, которые явно резали каменными орудиями. Анализ микроскопических остатков вещества на срезах этих орудий выявил ДНК домашнего скота.

Некоторые слои из метровых с течением времени становятся сантиметровыми. Например, из экскрементов летучих мышей спустя десятки тысяч лет сохраняются только содержавшиеся в них хитиновые оболочки насекомых. Слой за слоем ученые читают разрез, как книгу: вот кусок средневекового керамического сосуда, ниже — снежно-белые, выгоревшие в пламени костра кости животного, съеденного во времена скифов, еще ниже — пепел кострища афанасьевской культуры скотоводов эпохи бронзы. Чем глубже, тем интереснее. Под нашими ногами в южной галерее до скального основания лежат еще как минимум 11 неисследованных слоев возрастом до 300-350 тысяч лет.

— Самые нижние слои — стерильные, формировались в период, когда пещера была закрытой полостью внутри скалы и не имела выхода наружу, — поясняет Козликин.

Разноцветные вертикальные многослойные срезы можно рассматривать часами: красноватые вкрапления разложившейся бересты, которую древние люди афанасьевского времени стелили на пол, местами перемешанный грунт очерчивает контуры кем-то вырытой ямы, а в самом низу лежат однородные слои песчаного цвета — органика, которая в них была, давно разложилась. Но даже в них, несмотря на отсутствие костных материалов, сохранилась ДНК денисовцев и неандертальцев, которые лаборатория Института эволюционной антропологии Макса Планка в 2017 году впервые получила непосредственно из грунта.

К настоящему времени в отложениях Денисовой пещеры найдены ДНК двух денисовцев и четырех неандертальцев.

Прибыв на симпозиум, зарубежные ученые не упускают возможность взять в Денисовой пещере новые пробы грунта для будущих исследований. За десять лет со времени открытия денисовца вышло пять статей в сильнейших научных журналах на планете и больше полутора сотен статей в изданиях с более скромным индексом цитируемости. И, если верить участникам симпозиума, это далеко не конец: о новых крупных открытиях по материалам из Денисовой пещеры мы узнаем уже в этом году.

Мария Роговая

Руководитель Центра генетических ресурсов ФИЦ «ИЦиГ СО РАН», д.б.н., профессор Михаил Мошкин празднует свой юбилей. Накануне мы встретились и попросили его рассказать о своей научной работе, чем занимается возглавляемый им Центр и какие задачи его сотрудникам только предстоит решить.

– Михаил Павлович, исходя из Вашего опыта, как становятся учеными?

– Мой пример нестандартный. Я вообще не планировал стать ученым, а хотел заниматься горными лыжами. И поступил для этого на факультет физкультуры и спорта Кемеровского государственного педагогического института. В то время там была одна из лучших в стране школа горнолыжного спорта. Достаточно сказать, что в одной группе со мной учились две чемпионки СССР, а чуть позже на наш факультет пришел известный в будущем горнолыжник Владимир Макеев. На втором курсе нам стали преподавать физиологию. Я открыл учебник и первая же глава - свертывание крови - меня захватила. Я был поражен тем, как такую сложную систему можно разложить на несколько относительно простых элементов и затем описать и проанализировать. И вот тогда я понял, что хочу заниматься наукой.

– Вы поменяли место учебы?

– Нет. Взвесив все «за» и «против», я понял, что это не обязательно. Я остался учиться там, куда поступил, и одновременно занимался самообразованием, используя имеющиеся возможности. Получалось неплохо. Во-первых, для меня была открыта институтская библиотека, во-вторых, у нас была довольно сильная кафедра физиологии, ее руководитель, доцент Э.М. Казин был одним из учеников основателя сибирской школы эндокринологии, профессора Михаила Григорьевича Колпакова. У нас было налажено сотрудничество с институтами Академгородка. В результате, в год окончания института вышла первая научная статья, основанная на моих результатах. А руководил этим исследованием Аркадий Львович Маркель. После учебы я стал работать в Академгородке, под руководством Колпакова, защитил кандидатскую диссертацию, после чего вопрос о моем «непрофильном» образовании сам собой отпал.

– А как Вы попали в Антарктиду?

– В середине 1970-х годов Сибирское отделение Академии наук серьезно занималось изучением воздействия условий Заполярья на организм человека и добилось включения нескольких ученых в состав Антарктической экспедиции для выполнения исследовательской программы.

Я помню, как Михаил Григорьевич спросил меня, готов ли я отправиться в командировку на антарктическую станцию на год. Я ответил, что мне надо полчаса, чтобы купить валенки. И в 1973 году я сначала стал одним из кандидатов, а затем и полноправным членом экспедиции.

Ну а поскольку отправка одного человека обходилась Академии наук в весомую сумму, примерно 25 тысяч рублей, то, помимо основной задачи, нас загрузили и выполнением поручений других институтов. Например, мы получили пробы крови у нескольких десятков пингвинов Адели, живших возле станции. Ее анализ выявил наличие антител к вирусу гриппа. Так мы первыми в мире доказали вовлеченность антарктической фауны в процесс циркуляции возбудителя этого заболевания.

– А какие результаты были получены по основной теме Вашего исследования?

– Как раз в то время вышел зарубежный обзор статей, где утверждалось, что полярная ночь и полярный день не оказывают заметного влияния на физиологию человека, поскольку компенсируются освещением и т.п. Мы же копнули глубже и получили более объективные результаты. Например, что касается работы сердца: оказывается, циркадные ритмы частоты и силы сокращений сердечной мышцы в таких условиях меняются по-разному. Та же картина наблюдалась и по ряду других показателей. И в результате длительного нахождения в условиях Заполярья в организме накапливается расхождение биоритмов работы разных систем. Это, конечно, не смертельно, но, скорее всего, не полезно для здоровья. Через год эти выводы подтвердил сменивший меня на станции коллега, а я получил схожие результаты в районе Норильска. Это была уже серьезная база для дальнейшей работы. Но в тот момент руководство Сибирского отделения было увлечено изучением влияния на организм вариаций магнитного поля. К тому же погиб в автокатастрофе С.Г. Колпаков, а у нас, его учеников, не было еще достаточного авторитета в академических кругах, чтобы отстоять свою тематику. Так что эти исследования были свернуты, я оставил практически готовую докторскую диссертацию и сосредоточился на работе в области популяционной экологии животных. И докторскую диссертацию защитил в этой области.

– А еще Вы читали курс лекций для студентов НГУ…

– Да, я назвал его популяционная физиология, хоть меня и упрекали, что такой науки в официальном реестре нет. Зато есть объект для изучения. В жизни животных есть очень много процессов, которые выходят за рамки отдельного организма. Простой пример – каждый самец мыши маркирует свою территорию. И что-то должно обеспечивать формирование его индивидуального запаха, поскольку тот является его персональной «меткой». Гены в этом ему не помогут, ДНК – крупная молекула, которая не может быть летучим соединением. Но есть какой-то набор биохимических и физиологических механизмов, придающих запаху самца свой индивидуальный характер. Есть какие-то процессы, которые образуют эту летучую органику, белки, которые ее связывают, и так далее. В этом суть популяционной физиологии: понять, как механизмы, работающие в организме, обеспечивают выполнение популяционных задач. Потому что раздел территории между самцами – это чистой воды популяционная задача.

Другая задача: около 5 % видов млекопитающих формируют устойчивые пары на всю жизнь. Возникает вопрос, почему у одних такая связь есть, а у других – нет, в чем разница? Чем отличается работа мозга у тех и других? Речь идет о чисто физиологических процессах, но они решают популяционную задачу.

И таких примеров достаточно много, чтобы говорить о праве популяционной физиологии на существование.

– В 2005 году Вас пригласили возглавить Центр генетических ресурсов. Это был еще один резкий поворот в Вашей научной карьере?

– На самом деле, интерес к этой области у меня возник несколькими годами ранее. В 2000 году меня как ученого-эколога пригласили на несколько месяцев поработать над одним исследовательским проектом в Японии. Кстати, я их отговаривал. Но они мне объяснили, что нашли в Сибирском отделении только одного ученого с публикациями в международных экологических журналах – накануне вышла наша статья в Oikos. В Японии я впервые столкнулся с так называемыми «нокаутными мышами», у которых целенаправленно был «выключен» один из генов. Потом я еще дважды приезжал работать в этот научный центр. И меня очень заинтересовали возможности, которые открывают современные технологии редактирования генома в отношении лабораторных животных. Так что к моменту старта проекта Центра генетических ресурсов в Академгородке я уже ориентировался в этом вопросе и с удовольствием в него включился.

– Центр более известен как SPF-виварий. Что означает эта аббревиатура, чем важен этот статус и в чем уникальность Центра для российской науки?

– Английская аббревиатура «SPF» (Specific Pathogen Free) обозначает, что в виварии содержатся животные, свободные от патогенов – микроорганизмов, способных вызвать какие-либо заболевания. Речь идет именно о свободе от патогенов, а не от микрофлоры вообще. Это важно в первую очередь для проведения фармакологических испытаний. Представьте, вы испытываете на мышах новое лекарство, и в процессе часть из них погибает от пневмонии (довольно частое заболевание среди лабораторных мышей). Мало того, что работу надо начинать заново, так возникают еще и неприятные вопросы: а не вызвана ли болезнь и смерть побочными эффектами от препарата, насколько «чистая» клиническая картина получилась, если в испытаниях задействованы больные животные и так далее.

В обычных вивариях болезнь животных - вполне рабочий момент. А в SPF-виварии этого можно не бояться. Поэтому сегодня все фармакологические компании мира работают только с животными SPF-статуса. Хотя в мире их не так уж много и стоят они очень дорого, но получение надежных результатов на обычных животных стоит еще дороже.

– Этот Центр стал первым виварием такого класса в России?

– Первый российский SPF-виварий находится в Пущино, он работает как питомник. А мы – первый и уникальный по своей оснащенности оборудованием Центр генетических ресурсов.

– А в чем разница?

– Питомник занимается просто разведением лабораторных животных. А наша основная задача – накапливать различные генетические линии, поддерживать их и в дальнейшем – изучать. А функция питомника является частью нашей работы, причем не основной. В этом главное отличие.

– Раз мы заговорили об исследованиях, расскажите, над чем сейчас работают сотрудники Центра?

– В Центре работают над многими проектами. Часть из них мы делаем самостоятельно, часть – в сотрудничестве с коллегами из разных научных институтов и компаний (поскольку мы являемся Центром коллективного пользования). Рассказ обо всех проектах потребует много времени, поэтому ограничусь только двумя, связанными с работой моей лаборатории. Первый проект направлен на изучение взаимодействий эмбриона и организма матери и возможности программирования индивидуального развития плода. Это на самом деле важный вопрос. В прошлом году в нашей стране сделали 65 тысяч процедур ЭКО. Не все матери в состоянии вынашивать ребенка самостоятельно, они обращаются за услугами суррогатных матерей. А по каким критериям выбирают кандидаток на эту роль? Порядочность, привлекательная внешность, отсутствие каких-то очевидных заболеваний… Но на самом деле в период внутриутробного развития плод активно взаимодействует с матерью, его иммуногенетические свойства формируются в результате их диалога. Мы недавно провели такой эксперимент: взяли эмбрионы мышей из одной чистой линии и пересадили их трем разным самкам. И получили трех разных животных, хотя генотип у всех абсолютно идентичен. Это говорит о значительном влиянии со стороны суррогатной матери. И сейчас мы как раз изучаем, каким образом происходит это взаимодействие, как и на какие параметры влияет. И когда у нас пошли первые результаты, мы стали работать с Фондом перспективных исследований. Их интересуют как вопросы управления развитием, так и создание химер.

– Что такое химеры?

– Химерами называют организмы, состоящие из генетически разнородных клеток. Это тоже очень перспективное направление в генетической инженерии.

Не так давно китайцы сообщили, что им удалось создать химеру «свинья-человек». И теперь речь идет о том, чтобы через какое-то время научиться выращивать в таких свиньях человеческие органы – сердце, почки и прочее - для нужд трансплантационной медицины. Но, чтобы освоить этот процесс, нужно иметь, прежде всего, технологии получения этих химер. Это как раз то, что мы умеем делать достаточно хорошо.

– Вы говорили о двух интересных для Вас направлениях исследований.

– Второе связано с нанотехнологиями. Оно развилось у нас довольно случайно: в поисках средств на развитие SPF-вивария мы включились в работу по нанобиобезопасности. Этой темой занимаемся не только мы, но здесь сыграло наше преимущество как подразделения академического института. Большинство групп остается на уровне моделирования каких-то конкретных ситуаций, которые могут возникнуть на том или ином производстве, связанном с наноматериалами, аэрозолями и т.п. Мы же можем ставить прямые научные вопросы: по каким каналам наночастицы попадают в организм, как они по нему распространяются, как и с чем взаимодействуют. И мы располагаем достаточно мощным оборудованием, чтобы изучать эти процессы.

Сегодня вышла масса обзорных работ по использованию наночастиц как средств доставки лекарственных препаратов в мозг. При этом практически никто толком не разобрался в том, как они себя там ведут. Мы уже подготовили первую большую статью на эту тему. Оказывается, там все не так просто, как кажется авторам многих обзоров. Но попутно мы имеем ряд результатов, которые говорят, как можно заблокировать попадание наночастиц из носовой полости в мозг. Эта тема интересует многих, в том числе и военных, которым приходится иметь дело с аэрозольными завесами, состоящими из наночастиц. Но, кроме того, целый ряд вирусов идет в мозг по этому же пути, и они имеют сходные размеры, и можно рассмотреть эти подходы и в качестве профилактики этих заболеваний. Это оказалось очень перспективным направлением, и сейчас мы активно его развиваем.

Георгий Батухтин