Найти общий язык с «братьями меньшими»

Согласно христианскому учению, Адам, пребывая в раю еще до своего грехопадения, мог свободно общаться с животными и управлять их волей. Следуя этому взгляду, ранние христианские подвижники, удаляясь в пустыни, стремились таким же образом подражать первому человеку. Ходили легенды, будто им удавалось укрощать свирепых хищников и обращать их себе на службу. Известен сюжет о том, как огромный медведь наведывался к Сергию Радонежскому в его лесную избушку, обнаруживая кроткий нрав перед святым угодником.

Эти легенды невольно всплывают в памяти, когда мы знакомимся с историей эксперимента по доместикации диких лисиц, начатого академиком Дмитрием Беляевым. В самой этой истории есть поистине что-то мистическое, как будто ученые решили вернуть отношения с дикими животными к легендарному первозданному состоянию. Ведь только по прошествии многих лет - после получения положительных результатов - стало понятно, что исходные идеи оправдались, что подходы к работе с животными были выбраны верно, что расчеты и прогнозы оказались обоснованными. Но как это можно было понять с самого начала, осуществляя эксперимент практически с чистого листа? Чем руководствовался наш выдающийся генетик, реализуя свой замысел?

Выступая на прошедшей Международной конференции, посвященной столетию со дня рождения Дмитрия Беляева, его ученики и коллеги отмечают необычные черты его характера и уникальные интеллектуальные способности. Дмитрий Константинович, действительно, мог предвидеть то, чего не предвидели многие, как будто между ним и животными была на самом деле какая-то невидимая эмоциональная связь.

Его верная ученица – Людмила Трут, с самого начала принимавшая участие в эксперименте, вспоминает:

«Дмитрий Константинович обладал незаурядным интеллектом. Но интеллектом специфическим. Его незаурядная интеллектуальная деятельность проявлялась не только в системном мышлении, то есть в мышлении практическом, основывающемся на фактах, но в значительной степени – на основе эмоционального, интуитивного восприятия этих явлений и событий. У него была богатейшая интуиция! Он улавливал почти неуловимое. Поэтому многие его гипотезы и идеи до сих пор носят пророческий характер».

Согласитесь, что это очень красноречивое свидетельство. По словам Людмилы Трут, Дмитрий Беляев с самого начала проявлял большой интерес к эволюции доместикации. Еще работая в Институте звероводства в Москве, он неизбежно вовлекался в разработку практических задач, имеющих большое научное значение. И первая эволюционная загадка, над которой он очень много размышлял с самого начала: возможно ли заставить лисицу размножаться чаще одного раза в год? Как известно, лисица относится к числу сезонно размножающихся животных. Приплод она приносит строго один раз в год. В то время как собака – ее ближайший родственник – имеет потомков в любое время года. Дмитрий Беляев, - говорит Людмила Трут, - с самого начала задумался: что же такое произошло с собакой в процессе ее одомашнивания, что она может давать приплод чаще, чем один раз в году? Для практического звероводства это имело большое значение.

Поэтому первая проблема, над которой размышлял Дмитрий Беляев, - это проблема учащения кратности размножения лисиц. Основная идея, возникшая у него в те годы, сводилась к следующему: на начальных этапах одомашнивания животные испытывали сильнейший пресс отбора по поведению. Как полагал ученый, во время действия этого отбора действительной генетической мишенью являются гены поведения. «Этим генам он отводил особую роль. Он даже не исключал, что эволюционно эти гены возникли как гены, контролирующие генетические процессы. А уже их участие в регуляции поведения – это их более позднее эволюционное поведение», - говорит Людмила Трут.  По ее словам, Дмитрий Беляев признавался, что под этими идеями не должно быть зыбкой почвы его интуиций. Под этим поведением необходимо построить прочный теоретический фундамент, а для этого необходимо было воспроизвести самые ранние этапы доместикации на примере той же лисицы.

Показательно, что в то время эту идею никто не воспринимал всерьез. Эксперимент по воспроизведению исторического процесса доместикации считали утопией. Например, процесс одомашнивания собаки растягивался на тысячелетия. Как это можно было уложить в научный эксперимент? Однако, замечает Людмила Трут, Дмитрий Беляев исходит из того, что в процессе исторической доместикации действовал, в основном, дарвиновский естественный отбор. Действовал он крайне медленно. На каком-то этапе его сменил искусственный отбор, проводимый первобытным человеком. Но отбор этот был не направленный. «Дмитрий Константинович полагал, что если с самого начала взять в свои руки этот процесс и поставить доместицируемых животных в условия сильнейшего пресса – сознательного, направленного на специфические свойства поведения, - то этот эксперимент из утопического может превратиться в реальное воспроизведение раннего события доместикации», - вспоминает Людмила Трут.

Поэтому, невзирая на весь скепсис в отношении своей идеи, Дмитрий Беляев стал осуществлять практическую работу в этом направлении, производя скрещивания у лисиц, которые в минимальной степени проявляли комплекс дикости по отношению к человеку. Надо сказать, что в конце 1950-х звероводческая отрасль процветала. Поэтому материала для экспериментов было предостаточно. Как мы отмечали, Дмитрий Беляев был убежден в том, что главным последствием одомашнивания было изменение поведения животных. Поэтому он очень внимательно следил за тем, как меняется из поколения в поколение поведение лисиц.

«Он видел эти изменения, - говорит Людмила Трут, - Но мне хочется сказать не о фактических данных, которые были получены в ходе эксперимента, а об эмоциональном отношении Дмитрия Константиновича к этим данным. И вообще – об его отношении к этому эксперименту всей своей жизни. 

Это надо было видеть: как он эмоционально отреагировал, когда увидел первого щеночка, который вместо того, чтобы рычать и скалить зубы, виляет хвостиком перед человеком, жалобно скулит и бежит к нему! Дмитрий Константинович был просто в настоящем восторге!».

По словам Людмилы Трут, Дмитрий Беляев внешне был очень сдержан, даже суров, но по душе своей он был очень мягкий, очень эмоциональный, очень добрый. И своего эмоционального отношения к этим ручным лисятам он не мог скрыть. И даже не считал нужным скрывать эти эмоции.

Самый важный вывод, пожалуй, заключался в понимании того, что эффективность доместикации во многом зависит от формы взаимоотношений между человеком и животным. «Определенно можно сказать, - отмечает Людмила Трут, - что условия доместикации лисицы, которая всю жизнь проводит в изолированной клетке и имеет строго дозированные контакты с человеком – это не те условиях доместикации, какие прошла в свое время собака, свободно осваивая новую экологическую нишу около человека. И нам очень хотелось организовать такой эксперимент: хотя бы часть животных освободить из клетки, поселить их рядом с человеком. И такой дом у нас появился».

По воспоминаниям Людмилы Трут, когда исследователи жили в этом доме вместе с лисицами, то наблюдали очень много любопытных событий, которые в дальнейшем были описаны в отдельной книге, вышедшей в США. Эта книга, по словам автора, посвящена не просто научному эксперименту. По сути своей она посвящена, как высказалась Людмила Трут, «дальновидному ученому, харизматическому лидеру и доброй души человеку – Дмитрию Константиновичу Беляеву».

Олег Носков

Рыба-сенсор

Черные кошки, бегущие с корабля крысы, низколетящие (к дождю) ласточки. Теперь приметы кажутся наивными, но кое-что в них хорошо видно: человек всегда присматривался к животным, чтобы понять, что происходит вокруг. Теперь ученые предлагают для этого более надежный аппарат — имплантируемые сенсоры, с которыми любой организм можно превратить в живого разведчика, собирающего данные об окружающем мире. Группа Максима Тимофеева из НИИ биологии Иркутского государственного университета мечтает наладить экологический мониторинг Байкала с помощью рыб и других подводных обитателей.

Первая работа в этом направлении у российских биологов вышла осенью прошлого года. Тогда они вместе с коллегами из научной группы профессора Игоря Меглинского (Университет Оулу, Финляндия) предложили использовать в качестве имплантируемого сенсора капсулы с начинкой из pH-чувствительного флуоресцирующего красителя SNARF-1, у которого с изменением кислотности меняется спектр флуоресценции.

 Gurkov et all., 2016 / CC BY 4.0 Оболочка капсулы состоит из нескольких слоев полимеров и выполняет две функции: улучшает биосовместимость системы и не выпускает большие молекулы SNARF-1 наружу (при этом различные низкомолекулярные вещества могут проходить через эту пористую оболочку, поэтому pH внутри капсулы оказывается таким же, как и снаружи). Локализация красителя очень важна — иначе SNARF-1 растекался бы по всему объему жидкости, к которой его добавляют, и для получения сигнала флуоресценции нужной интенсивности в животных приходилось бы вводить так много красителя, что это уже было бы опасно для их жизни.

Ученые показали, что такая система хорошо подходит для мониторинга pH у одного из видов байкальских эндемиков — рачков-амфипод, или бокоплавов. А одновременно с этим исследованием ученые вместе с научного группой Антона Садового из Национального института материаловедения и инженерии (Сингапур) вели исследования на более универсальных подопытных организмах — рыбках данио-рерио, или, как их еще называют, рыбах-зебрах.

 Сергей Дидоренко Скорее жив, чем мертв

Кислотность крови — важный физиологический показатель для многих организмов. Например, у рыб в нормальном состоянии pH колеблется в районе 7,7 — 7,8, а изменение кислотности говорит о серьезных проблемах. Например, при гипоксии (недостатке кислорода) в крови накапливается углекислый газ и кислые продукты анаэробного метаболизма, что приводит к понижению pH.

«Мы хотим предложить мировому научному сообществу эффективную методику для прижизненной оценки стресс-ответа организма, которая будет доступна любому исследователю в любой части планеты, — рассказывает Тимофеев. — Проще всего это сделать на знакомых всем объектах, и поэтому в новом исследовании мы переключились на рыбок данио-рерио, классический лабораторный объект, широко применяемый в научных исследованиях: не так много найдется желающих осваивать новый метод, если он изначально „заточен“ только под применение на уникальных байкальских эндемиках».

В своей работе ученые использовали капсулы с флуоресцентным красителем размером около пяти микрон и под анестезией (суспензией гвоздичного масла) вводили их в почки данио-рерио. Дальше эти сенсорные микрочастицы попадали в кровоток и разносились по всему телу.

В эксперименте измеряли pH в капиллярах жабр рыбы. Для этого данио-рерио вылавливали, удаляли у них жаберные крышки (данио-рерио без жаберных крышек продолжают жить) и после этого помещали под флуоресцентный микроскоп. Он фокусировался на отдельные капилляры с микрокапсулами красителя внутри, снимал спектры флуоресценции и после этого переводил их в значения кислотности (до начала эксперимента сенсоры калибровали в разных физиологических средах — соляном растворе, плазме крови карпа, а также крови рыбки-зебры, чтобы однозначно сопоставить характерные изменения флуоресценции и pH). Похожим образом кислотность также измеряли в межклеточном пространстве мышц около спинного плавника.

Такую методику пока сложно назвать безболезненной и незаметной для рыб, но до этого все было гораздо хуже: для того чтобы узнать pH подопытных рыб, их нужно было умертвить.

«Конечно, подопытных животных в наших экспериментах было жалко, но иначе пока не получается, и наш метод уже сделал большой шаг вперед по сравнению с другим процедурами изучения физиологических показателей рыб или других небольших животных, — рассказывает Тимофеев. — Сейчас, например, чтобы измерить pH данио-рерио, у нее необходимо отобрать почти всю кровь и тем неминуемо умертвить. Соответственно, если вам нужно посмотреть динамику воздействия какого-то фактора в течение несколько дней или недель, то придется каждые сколько-то дней умерщвлять новую группу рыб. С имплантируемыми же сенсорами можно регулярно измерять физиологические параметры одного и того же организма и тем не только снижать необходимое количество особей, но еще и оставлять их живыми в ходе исследования».

 Сергей Дидоренко Исследование показало, что имплантируемые сенсоры позволяют надежно отслеживать изменения кислотности: в нормальном состоянии данио-рерио сенсоры фиксировали pH в районе 7,3-7,5 (такие сравнительно небольшие отклонения от среднего 7,7-7,8 — это норма для рыб-зебр), а если подопытные рыбки впадали в кому или умирали (ученые не провоцировали состояние комы или смерти специальным образом — некоторые индивиды самопроизвольно в него впадали из-за стресса, связанного с анестезией и при вводе сенсорных капсул), то это сопровождалось характерным закислением pH до значений около 6,8-7,0.

Так ученые показали, что новый метод чувствителен к критическим изменениям в состоянии рыбы вроде наступления комы или смерти, а в будущем они планируют развить свой подход и сделать инкапсулированные флуоресцентные сенсоры гораздо более чувствительными.

Точность работы сенсоров также проверили классическими методами: для этого некоторых подопытных рыб умерщвляли и определяли кислотность их крови с помощью pH-чувствительных микроэлектродов. Значения кислотности, измеренные в жаберных капиллярах, с хорошей точностью совпали с этими результатами за исключением небольшого смещения в область повышенных pH, которое, по мнению ученых, может свидетельствовать не о слабостях нового подхода, а о несовершенстве классических методов, при которых анализируемые физиологические жидкости в контакте с воздухом могут незначительно закисляться (то есть обладать чуть меньшим pH).

От спорта до умных ферм

«Одна из основных целей нашего проекта — это разработка новых методов для экологического мониторинга состояния озера Байкал", — рассказывает Тимофеев.

"Чувствительность байкальских эндемиков гораздо выше, чем у обитателей обычного пресного водоема, то есть те уровни загрязнения, которые для других организмов считаются нормальными, у байкальских эндемиков часто вызывают серьезные негативные изменения. Поэтому традиционные сертифицированные методики экологической оценки, например по выживаемости маленьких ракообразных, дафний, на Байкале могут давать ошибочное понимание. Они должны быть адаптированы под специфику эндемичных организмов. Имплантируемые оптические сенсоры помогут справиться с этой задачей: по мере развития технологий с их использованием можно будет вести непрерывный скрининг стрессового состояния одного и того же тест-объекта и точно отслеживать эти процессы in vivo, то есть прижизненно — без изъятия организма из среды и тем более без его умерщвления».

Максим Тимофеев. Фотография из личного архива Кроме экологического мониторинга новую разработку можно использовать и в других областях. Имплантируемые сенсоры, по словам ученых, можно применять в различных биомедицинских решениях, например для непрерывного мониторинга стрессовых состояний у спортсменов, работников вредных производств или в агроиндустрии, для создания «умных ферм» — роботизированных сельскохозяйственных комплексов, состояние растений в которых будет постоянно отслеживаться с помощью различных вживленных в них сенсоров.

Пока исследователи отрабатывают свою технологию. Они хотят адаптировать флуоресцентные сенсоры к различным живым организмам (насекомым, моллюскам, а в перспективе — даже млекопитающим), а также тестируют сенсоры для определения других физиологических параметров и оценки концентрации в телах эндемиков различных промышленных загрязнителей вроде тяжелых металлов.

Михаил Петров

«Ноев ковчег» для селекционеров

Как мы уже сообщали, в начале августа этого года в Новосибирском Академгородке прошла большая по размаху Международная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения выдающегося советского генетика - академика АН СССР Дмитрия Беляева. Его деятельность чаще всего ассоциируется с уникальным экспериментом по одомашниванию лисиц. Об этом много говорят и много пишут. Гораздо реже освещается другое поле деятельности Дмитрия Константиновича, имеющее далеко идущие социальные (и даже культурные) последствия, и важность которого отчетливее всего осознается именно в наши дни.

В 1980 году по инициативе Дмитрия Беляева на территории Горного Алтая – в поселке Черга Шебалинского района – было организовано Алтайское экспериментальное хозяйство, где планировалось собрать коллекцию редких пород животных и перспективных для доместикации и гибридизации представителей диких видов (например, зубров). Об этой замечательной инициативе напомнил своим коллегам известный современный генетик Илья Захаров-Гезехус, выступая на Международной конференции. По его словам, был предложен своего рода мегапроект в области эволюционной биологии и экологии. Правда, в советское время реализация таких мегапроектов была привычна в основном для физики, но не для биологии. К сожалению, преждевременная смерть Дмитрия Беляева, а также дальнейшие экономические и политические «потрясения» не позволили реализовать это начинание в намеченном масштабе. Хотя сам проект, признался Илья Захаров-Гезехус, был чрезвычайно интересен. Лаборатория в Черге работала и продолжает работать по сей день. И о том, что научно-исследовательская деятельность в этой лаборатории была достаточно успешной, свидетельствует выполнение нескольких диссертационных работ, основанных на собранном там материале.

В чем смысл создания таких коллекций, каково их научное и чисто прикладное значение? Илья Захаров-Гезехус пояснил:

«Порода – это носитель уникальных аллелей и генных комплексов, сложившихся в результате подчас многовековой селекции и естественного отбора в особых условиях среды». Принципиально важно здесь то, что каждая порода уникальна и при ее потере не воспроизводима. Потери же происходят постоянно. Каждую неделю в мире исчезает примерно две породы одомашненных животных.

Россия в этом плане – не исключение. По словам ученого, наша страна была когда-то очень богата различными породами. К настоящему времени примерно половина из них исчезла или находится под угрозой исчезновения. Так, исчезло 27% пород крупного рогатого скота, 21% находится в критическом состоянии. Не лучше ситуация с овцами: 15% пород исчезло, 32% - в критическом состоянии. Также исчезло 22% пород лошадей. В критическом состоянии – 29 процентов. Та же история со свиньями: исчезло 29% пород, 20% - в критическом состоянии.

В Черге до сих пор сохраняется интереснейшая порода серого степного скота, поголовье которого в начале XX века на территории Российской Империи насчитывало несколько миллионов голов В свете сказанного примечательно то, что в Черге до сих пор сохраняется интереснейшая порода серого степного скота, поголовье которого в начале XX века на территории Российской Империи насчитывало несколько миллионов голов! Как сказал Илья Захаров-Гезехус, «сейчас крошечное стадо в Черге – это единственное сохранившееся стадо серого степного скота в Российской Федерации». Примерно такое же по численности стадо сохранилось (возможно) на территории Украины.

В пользу сохранения старых пород выдвигается несколько аргументов. Главный аргумент – экономико-биологический. Суть его в следующем. Требования к сельскохозяйственным животным изменчивы и непредсказуемы. Это, прежде всего, касается продуктов животноводства, изменения вкусов, влияния моды и так далее. Сохранение местных пород, отмечает Илья Захаров-Гезехус, обеспечивает резерв для преодоления возможных селекционных лимитов, возникающих в ходе работы по выведению новых пород. Поэтому в качестве селекционного резерва рассматриваются не только дикие виды, но и старые аборигенные породы. Причем этот резерв в данном случае более обоснован.

Не менее важен и научный аргумент. Он заключается в том, что исследования в области генетики, физиологии, биохимии, иммунологии, морфологии и т.д. требуют сохранения и поддержания большого разнообразия среди животных. Изучение отдельных локальных пород может вскрыть механизмы процессов эволюции, онтогенеза, поведения, искусственного и естественного отбора.

Каждая порода уникальна и при ее потере не воспроизводима Есть также культурно-исторические аргументы. Суть их в том, что старинные местные породы справедливо рассматриваются как элементы культурного наследия, ценные памятники природы и культуры. Они могут быть использованы как исследовательский и учебный материал в истории и этнографии, и в этом качестве их ценность ничуть не ниже неодушевленных артефактов.

Таким образом, генофонды отечественных пород необходимо рассматривать как национальное богатство нашей страны. Эту мысль, отметил Илья Захаров-Гезехус, наши ученые настойчиво пропагандируют уже в течение многих лет. Скажем, орловская порода лошадей была самым настоящим культурным достоянием России. «Само название этой породы, - подчеркнул ученый, - вызывает устойчивые ассоциации с историческими событиями и историческими деятелями нашей страны». К сожалению, теперь говорить об это породе мы можем только в прошедшем времени.

Тем временем в некоторых странах местные породы лошадей не только не исчезли, но и стали национальными символами. Например, финская лошадь стала символом Суоми. Исландская лошадь – символом Исландии, арабская лошадь – символом арабских стран.

В нашей стране кое-какие породы сохраняются в любительских коллекциях. Однако, как объяснил Илья Захаров-Гезехус, при любительском разведении сохраняется не весь генотип, а только те аллели, которые обеспечивают лишь своеобразный внешний вид животного. По его словам, попытки сохранить породу в малом числе особей, скорее всего, окажутся безуспешными. Проведенные расчеты показали необходимую минимальную численность, обеспечивающую хорошую сохранность породы. Так, для кур необходимо иметь 50 петухов и 250 самок. Для крупного рогатого скота – 10 быков и 50-60 коров. Для свиней – 25 хряков и 100 свиноматок. Для овец – 12-25 баранов и 100-250 овцематок. Как мы понимаем, любителям содержать такое поголовье не под силу.

В общем, сохранение генофонда одомашненных животных – это сугубо профессиональная задача. Причем задача дорогостоящая и требующая систематического проведения объемной научно-исследовательской работы. По сути своей, она укладывается в параметры того мегапроекта, который был в свое время инициирован академиком Дмитрием Беляевым. Данная инициатива, безусловно, лишний раз подтверждает гениальность его прозрений и умение сочетать фундаментальные знания с социально значимой практикой.

Олег Носков

От редакции: Более подробный рассказ об истории и сегодняшнем дне Экспериментального сельского хозяйства СО РАН в Черге будет рассказано в специальном репортаже нашего портала в ближайшие дни

Невероятные кристаллы

Одна из приятных черт Новосибирска – большое количество публичных лекций и других мероприятий, популяризирующих современные научные достижения. Проще говоря, у любого активного горожанина всегда есть возможность узнать что-то новое и интересное. Например, про суперконденсаторы, двумерные кристаллы и то, как они меняют окружающую нас действительность. Рассказал об этом в своей лекции Олег Фея, сотрудник лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИ, научный журналист, участник новосибирского EUREKA!FEST и победитель Science Slam в Москве.

Вначале своего выступления он отметил, что за последние десятилетия резко возрос уровень употребления энергии: в два с лишним раза по сравнению, скажем, с 1970-ми годами. Одновременно с этим серьезно изменилась сама структура потребления энергии. В частности, раньше основным «потребителем» выступали стационарные электроприборы, имеющие проводное подключение к электросети. Сейчас же резко растет доля мобильных устройств, от смартфонов до электромобилей.

И, естественно, что все эти мобильные устройства формируют новые требования к источникам питания. Все потребители хотят, чтобы их смартфоны и планшеты заряжались быстро и сохраняли этот заряд как можно дольше. И производители уже работают в этом направлении - наш портал рассказывал об этом.

Одним из этапов решения этой (и не только этой) задачи стало появление так называемых суперконденсаторов. Что же это такое? Про обычные конденсаторы мы знаем со школьной скамьи, они достаточно просто устроены: две пластинки, расположенные на близком расстоянии, чем больше их площадь и меньше расстояние между ними – тем выше емкость конденсатора. Очевидно, что оба способа увеличения емкости имеют свои ограничения, поскольку зависят от размеров самого конденсатора.

Принцип работы двойного электронного слоя Но люди не были бы людьми, если бы не попытались обойти эти ограничения. Уменьшить расстояние между пластинами удалось с помощью двойного электронного слоя, когда расстояния между ионами и электродами свелись к одному ангстрему. Увеличить площадь пластин, не меняя габариты самого конденсатора, сумели с помощью использования для их изготовления пористого материала (прежде всего, активированного угля). Получившиеся устройства и назвали суперконденсаторами, их емкость была больше, чем у обычных аналогов, в десятки тысяч раз (сейчас эти показатели еще более впечатляющи).

Однако уже первые суперконденсаторы показали и свои «слабые места. Как отметил Олег Фея, они довольно быстро заряжались и столь же быстро разряжались (в среднем за несколько секунд). Это серьезно ограничивало возможность их использования. Для сравнения – средняя литий-ионная батарея (придумана компанией Sony в 1991 году) может обеспечивать до 10 часов работы устройства, которое она питает. К слову, одним из направлений развития этой технологии стали разработки новосибирских ученых, которые пытались запустить в серийное производство на заводе «Лиотех».

Одним из больших минусов литий-ионных батарей стал весьма ограниченный срок службы (обычно 1000-2000 циклов зарядки-разрядки), после которого емкость батареи падает почти до нуля. Суперконденсаторы в этом плане имеют практически неограниченный срок службы (на тестах они без проблем выдерживали миллион циклов).

Продолжительность цикла работысуперконденсатора удается продлить с помощью двумерных кристаллов А вот продолжительность каждого цикла удается продлить с помощью двумерных кристаллов, первым из которых стал ныне широко известный графен, который является атомарным слоем графита (за его создание Новоселов и Гейм получили Нобелевскую премию). В наши дни, конечно, одним графеном дело не ограничивается, есть множество таких кристаллов. И, как отметил докладчик, мы можем наблюдать формирование новой высокотехнологичной отрасли, куда сегодня вкачиваются миллионы долларов инвестиций, которые завтра принесут миллиарды прибыли.

Одним из новых материалов, которые связаны с этой сферой, стали MAX-фазы – маериалы, которые обладают свойствами и металлов (высокая электро- и теплопроводность), и керамики (высокая термоупругость). Впервые их открыли в 1971 году австрийские ученые, но потом это открытие несколько забылось (ввиду неочевидности применения на практике), пока они не были вновь «переоткрыты» в середине 1990-х годов как TizSiC2. К этому времени технологии уже дошли до той стадии развития, когда нужда в подобных материалах была очевидной. Тогда же и родился термин МАХ, где М – это переходной металл (титан, ванадий и т.п.), А – металл третьей подгруппы таблицы Менделеева (алюминий и др.), а Х – углерод или азот.

По своей структуре они напоминают слоеный пирог, в котором можно разорвать связи и получить двумерный кристалл, что и было проделано в 2011 году. Получившиеся кристаллы назвали максины, которые оказались замечательным материалом в усовершенствовании суперконденсаторов.

- В них уже можно загонять литий или магний, - рассказал Олег Фей, - и, тем самым, значительно понижать скорость отдачи энергии при сохранении большой емкости самого материала. Емкость максина составляет примерно 500 фарад на кубический сантиметр. Для сравнения, емкость обычного конденсатора – один нанофарад на тот же кубический сантиметр. То есть, мы видим разницу уже не в тысячи, а в миллионы и более раз.

Одна из последних разработок – бумага-конденсатор из максинов Следующий шаг – совместить максины с пористой угольной пластиной. Это уже будет шаг к гибридным конденсаторам, в которых традиционные металлические обкладки пластин заменяются двумерными материалами. Происходящие в них химические реакции служат как накоплению энергии, так и замедлению ее высвобождения. Для тех же целей предполагают использовать и углеродные нанотрубки (как замену активированного угля), которым в последние годы также уделяют немало внимания. Одна из последних разработок – бумага-конденсатор из максинов. Хотя, как ее будут использовать, – пока до конца не ясно.

Другое дело – более традиционные виды суперконденсаторов – их уже сейчас используют в самых разных областях, причем с каждым днем все шире. Они востребованы там, где надо быстро набрать энергию и так же быстро ее отдать. Например, в городском электротранспорте. Трамвай в китайском городе Гуанчжоу может проезжать отрезки до пяти километров на одном заряде и вновь набрать его за несколько секунд на очередной остановке. Это довольно экологичный вид транспорта и позволяет обойтись без электрических проводов на протяжении самой линии. В Израиле похожим способом питаются троллейбусы на автономном ходу (его «рожки» выдвигаются только при подъезде к остановке, где и происходит быстрая зарядка). Есть еще и фотовспышки, шуруповерты и немало других электроприборов, при изготовлении которых в качестве источника питания используются суперконденсаторы.

Сейчас ищут способы использования их в солнечных батареях, КПД которых рассчитывают значительно повысить благодаря их способности накапливать большие объемы энергии. Так что, эта технология может оказаться еще одним «драйвером» для развития альтернативной энергетики.

Подводя итог, Олег Фея подчеркнул: "С каждым днем расширяется сфера применения суперконденсаторов и, соответственно, будут расти возможности мобильных устройств, которые невообразимым образом меняют нашу жизнь. В частности, мы все меньше будем привязаны к традиционной инфраструктуре электроcетей, что неизбежно приведет и к ее кардинальной перестройке".

Наталья Тимакова

Сибирь как «второе отечество» российской генетики

В этом году исполнилось сто лет со дня рождения выдающегося советского генетика, академика АН СССР Дмитрия Константиновича Беляева. В честь этой памятной даты Институт цитологии и генетики СО РАН провел четырехдневную, очень масштабную по размаху, Международную конференцию.

В чем важность этого события? Не только в том, что Дмитрий Беляев – по словам директора ИЦиГ СО РАН академика Николая Колчанова – заложил основы научной программы Института и принципы его работы. Главная заслуга Дмитрия Беляева перед сегодняшними российскими биологами в том, что в самые тяжелые для нашей генетики времена он продолжил работу в этой области знаний, творчески применив наработки отечественной школы генетиков.

«Когда генетика в нашей стране была запрещена, а Институт был единственным местом, где ей можно было заниматься, Дмитрий Беляев был вынужден со своими старшими коллегами и друзьями решать огромный комплекс сложных задач по восстановлению генетики», – напомнил Николай Колчанов.

Вернувшись с фронта после войны, Беляев некоторое время работал во Всесоюзной научно-исследовательской лаборатории пушного звероводства в Москве. Этому направлению в те годы уделяли повышенное внимание, поскольку пушнина  долгое время – начиная еще с царских времен – была для нашего государства важнейшим экспортным товаром (пока ее не заменили нефть и газ). В 1957 году Дмитрий Беляев был приглашен (в числе первых ученых) в Институт цитологии и генетики, открывшийся в том же году и входивший в десятку институтов только что созданного Сибирского отделения академии наук.  

Отметим еще раз, что Институт был создан в тот период, когда в биологической науке тон задавал Трофим Лысенко – ярый противник генетики. Как известно, генетика официально была запрещена в 1948 году. Поэтому в течение восьми лет – до 1965 года – ИЦиГ СО РАН был ЕДИНСТВЕННЫМ В СТРАНЕ научно-исследовательским учреждением, занимавшимся генетическими и цитологическими проблемами. «Именно поэтому в Новосибирск со всей страны съезжались опальные генетики, которые имели возможность только здесь заниматься своим любимым делом», – отметил Николай Колчанов.

 В этом году  конференция сопровождалась еще и открытием памятника академику Дмитрию Беляеву и его эксперименту по доместикации лисиц В 1959 году Дмитрий Беляев стал директором Института и сформировал со своими коллегами-генетиками программу исследований, не утратившую своей актуальности вплоть до наших дней. Создание Института, считает Николай Колчанов, стало возможным только благодаря поддержке группы очень влиятельных ученых-академиков, многие из которых работали в атомном проекте. «Они объяснили и потребовали от руководства страны разворачивания исследований по генетике – в первую очередь, с целью изучения механизмов влияния радиации на биологические системы и процессы. Видимо, компромисс был найден таким образом, что официально генетики не было, но реально она существовала здесь у нас, в Академгородке», – сказал Николай Колчанов.

Однако не всё было так гладко.  До 1965 года ИЦиГ СО РАН многократно пытались закрывать, но именно здесь как раз и проявились «бойцовские качества», организационные и дипломатические способности Дмитрия Беляева. Немалую поддержку Институту оказывал и первый Председатель Сибирского отделения академик Михаил Лаврентьев, который находился с Дмитрием Беляевым в дружеских отношениях. Кроме того, они были единомышленниками.

Таким образом, возрождение генетики в СССР справедливо связывают с именем Дмитрия Беляева. Он не только возглавлял крупнейший в стране генетический институт, но также был одним из создателей Вавиловского общества генетиков и селекционеров и долгое время возглавлял Научный совет по проблемам генетики и селекции Академии наук. С 1978 по 1983 год он был Председателем Международной генетической федерации. Последний факт является ярким  показателем его мирового научного авторитета.

Как мы знаем, мировую известность Дмитрию Беляеву принес его эксперимент по генетическому одомашниванию лисицы – путем отбора на доброжелательное поведение в отношении человека. Эксперимент продолжается уже в течение нескольких десятилетий и назван самым выдающимся экспериментом в своем роде из когда-либо проводившихся. Как заметил Николай Колчанов, «в экспериментах по доместикации диких лисиц Дмитрий Константинович выявил новый тип эволюционного отбора, характеризующийся тем, что отбор приводит к реорганизации регуляторных систем организма. Это обусловлено тем, что поведенческие характеристики, по которым ведется отбор, тесно связаны с молекулярно-генетическими и эндокринными механизмами, обеспечивающими функционирование мозга и нервной системы. Поэтому отбор приводил не только к появлению нового типа поведения, но вызывал множество других фенотипических характеристик. Здесь имела место комплексная дестабилизация фенотипа, в связи с чем этот отбор был назван дестабилизирующим».

В настоящее время, подчеркнул Николай Колчанов, ведется активное исследование феноменов дестабилизирующего отбора на различных уровнях организации живых систем. Это и геномный уровень, и клеточный уровень, и физиологический, и морфологический.

По мнению Николая Колчанова, благодаря трудам таких выдающихся отечественных биологов, как Вавилов, Шмальгаузен и Беляев, был сформирован целый комплекс согласующихся между собой фундаментальных эволюционных представлений, закладывающих основы новой эволюционной концепции, которую можно назвать «системной теорией эволюции».

Если синтетическая теория эволюции описывала генетические процессы на уровне популяции, то в настоящее время – особенно в связи с развитием геномных технологий и комплексных методов изучения живых систем – наиболее актуальным является понимание того, ЧТО происходит на уровне отдельного организма. В свое время Иван Шмальгаузен заложил основы теории стабилизирующего отбора. Дмитрий Беляев, как было сказано, разработал теорию дестабилизирующего отбора. Эта теория показывает, как при изменении среды (в конкретном случае речь шла о взаимодействии с человеком) происходит «вскрытие» замаскированной ранее генетической изменчивости, что является основой для формирования новых фенотипов.

Оба взгляда – Шмальгаузена и Беляева – объединяют работы Николая Вавилова по теории гомологичных рядов наследственной изменчивости. Дестабилизирующий отбор, отмечает Николай Колчанов, как раз сопровождался манифестацией характеристик, связанных с законом гомологичной изменчивости.

И в завершение отметим, что ИЦиГ СО РАН (совместно с ФАНО России, НГУ, Вавиловским обществом генетиков и селекционеров) проводит уже четвертое масштабное мероприятие, посвященное памяти Дмитрия Беляева. О масштабе свидетельствует количество участников – 309 ученых из 13 стран. В этом году конференция сопровождалась еще и важнейшим культурным событием – открытием памятника академику Дмитрию Беляеву и его эксперименту по доместикации лисиц.

Олег Носков

Самый добрый эксперимент

Памятник выдающемуся генетику-эволюционисту Дмитрию Беляеву и его знаменитому эксперименту по одомашниванию дикой лисицы открыли в понедельник в новосибирском Академгородке, сообщил РИА Новости представитель пресс-службы Института цитологии и генетики (ИЦиГ СО РАН).

"Памятник открыт. Присутствующие ученые и коллеги Дмитрия Константиновича Беляева отметили, что открылся памятник самому доброму эксперименту ХХ века", — сказал собеседник агентства.

В центре композиции памятника – ученый, сидящий на скамейке вместе с объектом своего главного эксперимента – одомашненной лисой. Фигуры и скамейка выполнены из бронзы, постамент и амфитеатр памятника из гранита. Автор художественной концепции – Андрей Харкевич (Новосибирск), скульптор – Константин Зинич (Красноярск).

В ИЦиГ отметили, что памятник открыт в честь 100-летия со дня рождения академика Дмитрия Константиновича Беляева (1917-1985), который смог в своем эксперименте, результате многолетнего отбора, создать популяцию дружелюбных по отношению к человеку серебристо-черных лисиц, дружелюбное поведение которых формируется на генетической основе и стабильно сохраняется в поколениях.

Памятник открыт в первый день проведения Международной конференции "Беляевские чтения" так же посвященной 100-летию академика.

Дмитрий Беляев — выдающийся советский генетик и эволюционист, академик, организатор науки, ветеран Великой Отечественной войны. С 1958 по 1985 год – директор Института цитологии и генетики Сибирского отделения АН СССР. Ученые наиболее известен во всем мире благодаря своему эксперименту по одомашниванию лисиц, которому в 2017 году исполняется 60 лет. Ученые его института в ходе многолетних экспериментов на лисицах, крысах и норках доказали возможность селекционного одомашнивания практически любых видов животных.

«Рукотворный» газ из отходов

Говорят, что новое – хорошо забытое старое. Так, мы уже писали о том, что в Новосибирске рассматривается пилотный проект, связанный с газификацией угля и утилизацией тепла для Демзоны СО РАН (в Академгородке) на Тепловой станции № 2. Газификация будет осуществляться на предприятии, выпускающем сорбент по технологии «Термококс-С». Технология – современная, но принципы здесь – хорошо известные и столь же хорошо изученные, причем достаточно давно.

Примечательно, что тема газификации угля вновь становится популярной среди ученых. Мы говорим «вновь», поскольку в нашей стране ей когда-то уделяли весьма серьезное внимание. Как отметил в одном из своих выступлений академик Сергей Алексеенко (Институт теплофизики СО РАН), в Советском Союзе в 1958 году было 2500 газогенераторов с общей производительностью 15 млн тонн угля в год! Не так давно (в 2015 году) в городе Кемерово создан Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, который займется разработкой соответствующих технологий. Совсем не исключено, что глубокая переработка угля становится далеко идущим технологическим трендом в нашей стране.

Самое интересное, что тема газификации твердой органики (включая и уголь, и древесину, и древесные отходы) хорошо известна у нас даже неспециалистам. Российские пенсионеры, наверное, хорошо помнят те времена, когда по нашим проселкам ездили грузовички, оснащенные газогенераторной установкой, работающей на обычных дровах. В СССР еще в тридцатые годы были созданы опытные партии таких автомобилей и тракторов. Во время войны газогенераторные ЗИСы вовсю трудились в тылу. Таким вот образом осуществлялась экономия очень востребованного на войне бензина. Этот опыт не остался незамеченным и до сих пор жив в памяти пожилых людей. В настоящее время некоторые «рукастые мужики» даже пытаются самостоятельно соорудить такую установку. В основном – для обогрева дома. А отдельные умельцы иной раз замахиваются и на создание автомобильного газогенератора.

Интерес к этой теме со стороны любителей понять не сложно: людей завораживает сама тема столь «нестандартного» использования угля или древесных чурок, способных заменить природный газ или бензин. Это говорит о том, что идея газификации твердой органики очень хорошо входит в «сознание масс». По сути, нет никакой необходимости объяснять людям, для чего всё это нужно и какая с того польза. Им это и так понятно, без лишних объяснений (чего не скажешь, например, о таких сложных темах, как каталитическое сжигание или сжигание в сверхкритической воде). Соответственно, появись у нас добротные газогенераторные установки – не очень дорогие, надежные и безупречные с экологической точки зрения – они легко станут ходовым товаром. Спрос на них есть, безусловно. И найти им применение в энергетике или в производстве не составит особого труда – хоть для отдельных «физических лиц», хоть для организаций.

Разработкой конструкции такого газогенератора занялись специалисты Алтайского государственного технического университета имени И.И. Ползунова. Подчеркиваю, что речь идет о СОВРЕМЕННОМ газогенераторе, полностью соответствующем существующим ныне требованиям по эффективности, надежности и экологии. На первый взгляд, процесс газификации не так уж и сложен. Однако чем проще, чем бесхитростнее конструкция, тем ниже качество получаемого газа, тем больше в нем ненужных негорючих компонентов и смол.

Нормальный газогенератор, пояснил один из разработчиков – сотрудник АлтГТУ Павел Сеначин, должен быть без смол и сажи, с заданными характеристиками и заданным соотношением горючего угарного газа и водорода.

При этом (что не менее важно) нужно рассчитывать на самый широкий спектр топлива, включая биомассу и различные углеродосодержащие отходы. При этом установка должна быть не только экономичной и надежной, но и не требовать квалифицированного эксплуатационного персонала, то есть быть доступной даже для любителей. И конечно же, необходимо создать целую линейку типоразмеров – от мини-установок до относительно крупных промышленных систем.

В настоящее время алтайские специалисты разработали две модели бессмольного трехзонного газогенератора – с выносной камерой сгорания и однокорпусный (последний считается более перспективным). Принципиальным техническим решением в данном случае является выделение трех зон, что как раз позволяет получить чистый газ, пригодный для самых разных целей – хоть для топки котла, хоть для автомобиля, хоть для газотурбинного двигателя. Да и сам по себе этот газ является ценным сырьем для химической промышленности (например, для производства метанола).

Правда, уточняют разработчики, для таких газогенераторов необходима предварительная подготовка топлива, которая заключается в брикетировании твердой органики. Однако необходимо учесть, что здесь используются органические отходы или же некондиционное топливо, непригодные для иного использования, – угольная мелочь, торф, отходы углеобогащения, ТБО, отходы сельского хозяйства и отходы животноводства. Именно брикетирование позволяет использовать разные виды топлива в одном и том же газогенераторе.

Грубо говоря, можно отовсюду «наскрести» самой разной ненужной органики, осуществить ее брикетирование, после чего эффективно утилизировать в газогенераторах. Брикеты, отмечает Павел Сеначин, отличаются по химическому составу, но имеют сходную форму и плотность.

Полагаю, что такая «всеядность» установки отвечает главным требованиям современности – полезной утилизации самых разных органических отходов. Фактически, наука приближает нас к тому дню, когда извлекать энергию можно будет из чего угодно. Мало того: то, что раньше считалось проклятием цивилизации, вскорости станет важным топливным и сырьевым ресурсом.

Принципиальное значение имеет и то обстоятельство, что газогенераторы можно использовать в домашнем хозяйстве. Я имею в виду отопление индивидуальных домов. Стоит ли говорить, что в каждой усадьбе этих органических отходов – пруд пруди. Пока нельзя сказать, что они станут главным источником энергии, однако недалек тот день, когда растительные или животные отходы будут утилизироваться с пользой. Сегодня, например, каждую весну владельцы усадеб жгут костры из прошлогодней ботвы и прочих растительных отходов. Полагаем, когда современные газогенераторные установки станут обычным энергетическим оборудованием, к этим отходам начнут относиться подлинно по-хозяйски. То есть вместо того, чтобы нагребать целые стога для последующего сжигания на открытом воздухе (а в деревнях, кто знает, каждую весну от этих костров заволакивает небо), эти отходы (надлежащем образом приготовленные за лето) будут уходить в топку вместе с углем и дровами.

Пока еще ученые только-только создают предпосылки для подобного хозяйствования. Но нельзя сомневаться, что через несколько лет такое рачительное отношение к отходам станет для многих из нас нормой.

Олег Носков

Как Curiosity жизнь на Марсе искал

6 августа 2012 года на Марс был успешно доставлен марсоход Curiosity. Он был отправлен на Красную планету, чтобы выяснить, существовали ли на Марсе подходящие для жизни условия, собрать подробные данные о климате и геологии Марса и подготовиться к высадке на Марс человека.

С момента высадки Curiosity преодолел уже более 16 км и взобрался на 165 м по склону горы Эолида. Он обнаружил следы древнего ручья, определил минеральный состав марсианского грунта, впервые в истории пробурил поверхность Марса и добыл образцы твердого грунта.

На земле работу марсохода обеспечивают более 400 человек.

Подготовка к запуску началась еще в 2004 году с отбора NASA предложений по оснащению нового марсохода. К 2008 году завершилось создание компонентов марсохода, запуск был запланирован на конец 2011 года. А тем временем на сайте NASA проводилось голосование по выбору названия для марсохода. Из всех предложенных названий победило Curiosity («любопытство»), предложенное шестиклассницей из Канзаса.

Субботним утром 26 ноября 2011 года ракета Atlas 5 с Curiosity на борту успешно покинула мыс Канаверал под бурные овации 13-тысячной толпы. Вскоре межпланетный корабль с марсоходом покинул разгонный блок и спустя 44 минуты после запуска направился к Марсу, о чем и доложил Земле через пять минут, связавшись с австралийской станцией слежения в Канберре.

Как и было запланировано, 6 августа марсоход прибыл на Марс в район кратера Гейла.

Curiosity унаследовал многие элементы конструкции (шесть колес, ходовую часть и систему камер, установленных на «мачте», которая помогает команде управления марсоходом на Земле выбирать цели исследования и пути движения) от предыдущих марсоходов NASA — Spirit и Opportunity, запущенных в 2003 году.

Трехметровый марсоход весит 899 кг и передвигается со скоростью до 144 м/ч. Он оснащен камерами, набором инструментов дистанционного исследования, спектрометром, ковшом для забора грунта, комплектом метеорологического оборудования. Всего он обладает 10 научными приборами для исследования внешних условий на поверхности Марса и 17 цветными и черно-белыми камерами для навигации и съемок.

Также на борту был установлен российский нейтронный детектор ДАН («Динамическое альбедо нейтронов»). ДАН представляет собой нейтронный «щуп» — генератор прибора облучает поверхность планеты нейтронами высоких энергий и по свойству потока вторичных нейтронов определяет содержание водорода, а значит, воды, а также гидратированных минералов. Зоны с большим количеством этих веществ представляют наибольший интерес для поиска следов жизни.

Кратер Гейла был выбран для посадки неслучайно — в далеком прошлом он был марсианским морем, и на его дне накопились минералы, образовавшиеся за время жизни этого водоема. Предполагалось, что изучение его грунта позволит ответить на вопрос о существовании жизни на Марсе.

Уже в первые месяцы работы Curiosity обнаружил в кратере следы древнего озера, которое, по предположениям ученых, было пресноводным и содержало углерод, водород, кислород, азот и серу — ключевые химические элементы, необходимые для зарождения жизни.

Тем не менее следов самой жизни марсоход пока не нашел. В 2012–2013 годах Curiosity прилежно анализировал образцы грунта в поисках метана, который также мог указывать на существование жизни на Марсе, но безуспешно. Наконец в 2014 году он обнаружил присутствие метана в атмосфере планеты, а также органические молекулы в образцах скальных пород. Кроме того, были найдены окаменелости, схожие с теми, что формируют земные микробы на мелководьях озер и рек. Однако эти находки все же не говорят о существовании жизни на Марсе напрямую.

В 2013 году марсоход повредил одно из колес, а в 2014-м распорол и другое — острый камень, попавшийся ему на пути к Эолиде, центральному пику кратера Гейла, оставил в колесе дыру размером 3х8 см. В начале 2017 года сломались два грунтозацепа среднего левого колеса.

Поломка трех грунтозацепов свидетельствует о достижении колесом 60% срока службы.

Предполагалось, что миссия продлится около двух лет. Но марсоход до сих пор продолжает перемещаться по планете, делая новые пробы и отправляя на Землю свежие снимки пейзажей Марса.

Алла Салькова

Как нам реорганизовать энергетику?

Думаю, нет надобности отмечать, насколько важна эта тема для Новосибирска, особенно сегодня. Как отметил ведущий секции – директор Института теплофизики СО РАН академик Сергей Алексеенко, «энергетика – это базовая отрасль любой экономики, и особенно в современных условиях, когда мы выходим на принципиально новые источники энергии. Поэтому принципиально важно слушать и обсуждать и новые направления, и новые технологии, и сами принципы организации энергетики». Наиболее важный вопрос для Новосибирска, считает ученый, – это соотношение между централизованной энергетикой и децентрализованной, поскольку если мы не определимся сейчас в данном вопросе, то мы не сможем развивать ни альтернативную энергетику, ни применять современное энергосберегающее оборудование (вроде тепловых насосов).

К сожалению, представители новосибирских энергетических компаний, заявленные в программе работы форума, проигнорировали обсуждение этой темы. Поэтому специалисты обсуждали проблемы энергетики без них. Может быть, именно поэтому все инновационные предложения с их стороны до сих пор еще не нашли внедрения, на что обратил внимание Сергей Алексеенко.

«У нас все-таки научно-практическая конференция, – отметил он, – и наша цель заключается в том, чтобы сказанное довести до разумного конца. К сожалению, этого почти никогда не получается.

И одна из причин – по крайней мере, для Новосибирска – это то, что мы не можем никак принимать согласованные решения. У нас много разных программ, которые друг друга дублируют и при этом практически не выполняются. Я думаю, что только сосредоточение совместных усилий на выбранном направлении может привести к искомому результату».

Почему наши монополисты уходят от таких публичных диалогов с экспертами, остается непонятным. Ясно одно, что ситуация требует серьезного вмешательства квалифицированных специалистов, и наивно надеяться, будто энергетические компании самостоятельно выведут энергетику города и региона на широкую тропу инновационного развития. Как здесь сейчас обстоят дела, мы уже в курсе. Любимое занятие монополистов – неуклонно повышать тарифы и увеличивать плату за подключение к сетям. И, несмотря на то, что у нас много говорится о необходимости повышать инвестиционную привлекательность Новосибирска и Новосибирской области, на практике высокие тарифы и «грабительские» условия подключения серьезно ухудшают инвестиционный климат. Если здесь кардинально ничего не менять, то станет еще хуже, сколько бы при этом ни произносилось красивых слов с высоких трибун.

Как заметил в своем выступлении доцент НГТУ, член Ассоциации «Партнерство по развитию распределенной энергетики Сибири» Феликс Бык, «сейчас необходимо погасить локальный дефицит электроэнергии, наблюдаемый у нас в отдельных местах, на отдельных территориях. В этой связи самый главный для нас вопрос: как организовать сотрудничество и взаимодействие малой и большой энергетики, не вступая в противоречия с точки зрения интересов. Для этого необходимо понять, куда сейчас нужно инвестировать – в сети или в источники электроэнергии. И самое главное: с чьей позиции нам оценивать принимаемые программы?».

Сегодня в Новосибирской области есть соответствующая программа развития областной энергетики, которая делается по заказу регионального руководства. На том же уровне эта программа утверждается. Соответственно, именно региональное руководство информирует Минэнерго о том, какие инвестиции нужны нашей энергосистеме. Потом на этой основе формируются документы, играющие принципиально важную роль при уточнении государственной поддержки данного процесса.

И, как подчеркнул Феликс Бык, никакого порядка, никаких регламентов по развитию малой распределенной энергетики у нас нет – ни для Новосибирска, ни для территорий области.

Основной недостаток такой системы управления большой электроэнергетикой в том, что всё «развитие», по сути, сводится здесь к строительству подстанций, к расширению линий электропередач. И вся эта работа, откровенно заметил Феликс Бык, проводится исключительно в интересах основного монополиста на новосибирском рынке электроэнергии. Эти преференции недвусмысленно отражаются в региональной программе. И самым показательным моментом в данном случае является то, что повышение тарифа на электрическую энергию обосновывается необходимостью реализации соответствующих инвестиционных программ, направленных на развитие.

Понятно, что высокие тарифы совершенно не устраивают потребителей. К тому же, мало кого удовлетворяют надежность и качество существующего электроснабжения. Власть, отвечающая за энергетическую политику в регионе, повышение тарифов обычно объясняет инфляционными процессами, а низкую надежность – физическим износом устаревшего оборудования.

В настоящее время, считает Феликс Бык, необходимо выполнить работу по экспертизе принятых городской и областной администрациями схем развития системы энергоснабжения. В первую очередь – на предмет их согласованности. Дело в том, что когда в городе и в области независимо создаются такие программы, да еще и утверждаются на различных уровнях, мы имеем в результате совершенно несогласованные решения в плане энергетической политики. В таких условиях очень сложно говорить о каких-то инновациях. Но если организовать дело подобным образом, то в этом случае появится возможность дополнительно сформировать программу и по развитию распределенной генерации, согласовав ее с развитием большой энергетики. Это позволит снять массу противоречий, и тогда появится возможность плодотворно развивать оба направления.

Феликс Бык напомнил о том, что в городе создана ассоциация, занимающаяся вопросами малой энергетики, готовая включиться в такую работу. Первоочередная задача, считает он, связана с необходимостью внести изменения в нормативную базу, определяющую порядок работы розничного рынка электроэнергии. Необходимо сделать его открытым для малой энергетики. «Основное, что здесь требуется: предусмотреть первоочередность приобретения Гарантирующим поставщиком по оптовой цене электроэнергии у малой генерации, подключенной к сетям. Это снизит цены на электроэнергию для потребителей. Такой порядок действует, например, относительно возобновляемых источников. В противном случае мы не добьемся эффективности», – подытожил эксперт.

Показательно то, что на федеральном уровне уже сформировалось четкое отношение к малой энергетике. Теоретически ей дают «зеленый свет». Но на практике все примеры создания небольших генерирующих объектов имеют «островной» характер, то есть работают такие объекты в автономном режиме, в силу чего об эффективности говорить здесь сложно. «Ни один такой источник электроэнергии на территории города и области не подключен к сетям», – констатировал Феликс Бык. Чисто технические причины, препятствующие подключению, вполне преодолимы, считает он. Мало того, в рамках упомянутой Ассоциации уже получено решение, позволяющее обеспечить взаимодействие большой и малой энергетики в автоматическом режиме. Причем, эти решения уже апробированы и получили положительное заключение в соответствующих контролирующих инстанциях.

Еще раз напомню, что развитие малой энергетики полностью согласуется с федеральной технической политикой. И сейчас, фактически, много что будет определяться на местах, в том числе – и в администрации города. Так что в скором времени – по наличию (или отсутствию) практического результата – мы сможем понять, насколько первые лица города и области готовы от правильных слов перейти к делу.

Олег Носков

Находка на мысе Желания

Ученые в ходе рейса Арктического плавучего университета на научно-исследовательском судне "Профессор Молчанов" обнаружили на мысе Желания острова Северного архипелага Новая Земля самую северную в российской Арктике "жизнь в камне" - так называемые эндолитные (эндо - внутри, литос - камень - прим. ТАСС) системы. Как рассказал ТАСС старший научный сотрудник отдела географии и эволюции почв института географии РАН Никита Мергелов, на настоящий момент эндолитные системы на мысе Желания - это самая северная находка таких объектов на территории России и в Восточном секторе Арктики в целом.

"Это находка эндолитных систем, эндолитных почвоподобных тел - самая северная находка в России, и самая по сути единственная в российской Арктике и в восточном секторе Арктики. Эндолитные системы хорошо изучены в Антарктике, в пустынях, а по Арктике очень мало информации. Единственным аналогом являются эндолитные системы Канадского архипелага", - сказал Мергелов.

Как пояснил исследователь, выходы плотных осадочных пород (конгломератов) на мысе Желания более насыщены живыми организмами, чем кажется на первый взгляд. Свет, проходящий через полупрозрачные зерна минералов - кварца и полевого шпата - на глубину до 1-2 см, делает возможной образование органического вещества внутри породы. "Фотосинтез в таких специфических условиях осуществляют цианобактерии и зеленые водоросли. К ним подключаются гетеротрофные компоненты микроэкосистемы. Возникшее сложное сообщество организмов взаимодействует с минералами породы, что способствует выветриванию и образованию почвоподобных тел, мощностью до первых сантиметров. Такая система называется эндолитной. В настоящее время эндолитные системы рассматриваются в качестве возможных аналогов почвоподобных тел, которые формировались на Земле до появления высших растений", - сказал Мергелов.

В ходе работ на мысе Желания удалось доказать, что это не единичное явление.

"И, главное, что мы обнаружили, что это не на какой-то единичной трещинке, а они действительно имеют сплошное распространение в осадочных породах, в данном случае в конгломератах", - пояснил собеседник агентства.

АПУ-2017 - девятая экспедиция Арктического плавучего университета в высокие широты. В ней участвует 58 человек, из них 25 - иностранцы из Швейцарии, Кубы, Болгарии, Германии, Швеции, Франции, Нидерландов. Это не только исследовательский, но и образовательный проект, поэтому 30 участников экспедиции - это студенты российских и зарубежных вузов. Арктический плавучий университет - совместный проект Северного Арктического федерального университета и Северного управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Этот материал также опубликован в разделе "Добрости" – совместной рубрике с общероссийским социальным проектом "Жить", призванным поддержать людей, оказавшихся в сложной жизненной ситуации.

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS