Без лидера, но в порядке

«Точка кипения – Новосибирск» в новосибирском Академпарке запустила новый проект «Точка.Логия», в рамках которого предполагается проведение ежемесячных открытых лекций-встреч с ведущими учеными и популяризаторами науки. Первым гостем проекта стала старший научный сотрудник лаборатории поведенческой экологии сообществ Института систематики и экологии животных СО РАН, доцент НГУ, к.б.н. Софья Пантелеева, рассказавшая том, как животные создают сложные организации без центра управления.

Простые правила волчьей охоты

Несмотря на то, что основными объектами лекции стали насекомые, начала исследовательница с гораздо более крупных животных – волков. Благодаря «Маугли» и великому множеству других произведений мировой культуры все мы хорошо знаем, что волки предпочитают жить стаями, внутри которых существует вожак и есть своя строгая иерархия.

Но, как объяснила Софья Пантелеева, взаимодействие волков устроено так, что там немалую роль играет и самоорганизация. В качестве примера она привела охоту. Известно, что волки охотятся коллективно и в погоне за добычей применяют самые разные, часто довольно сложные, тактические приемы – загонную охоту, эстафетное преследование, засады и прочее.

Раньше считалось, что всеми этими маневрами каким-то образом руководит вожак стаи. Но когда ученые смоделировали разные ситуации, возникающие при преследовании добычи, оказалось, что все разнообразие охотничьих действий стаи можно свести всего к двум простым правилам.

«А правила эти такие. Двигайтесь к добыче, пока не достигнете минимального безопасного расстояния до нее, в том смысле, что с этого расстояния атака будет скорее всего успешной. И второе правило – находясь на этом расстоянии, отойди от других волков, находящихся в пределах безопасной зоны», - объяснила Софья Пантелеева.

Следование этим двум правилам, позволяет волкам практически в любой ситуации, используя разные охотничьи приемы, в итоге распределиться кольцом вокруг добычи. Более того, сам выбор приемов охоты во многом обусловлен задачей выполнения этих правил.

И что самое интересное – отпадает нужда в «руководстве» со стороны вожака. Он, конечно, выполняет свои лидерские функции в повседневной жизни стаи, например, принимает решение, когда и куда выдвигаться на охоту. Но, когда она началась, волки сами знают, что им делать, выучив в процессе взросления два простых правила. И такой подход лежит в основе многих моделей самоорганизации животных. Например, в мурмурации огромных птичьих стай, которые в ходе перелетов строят загадочные трехмерные фигуры в небе.

Шестиногие фермеры и архитекторы

Главными героями лекции Софьи Пантелеевой стали все же не волки, а насекомые – муравьи, пчелы, термиты, которые несмотря на, казалось бы, довольно примитивное устройство организмов, способны решать очень сложные задачи.

Они обследуют огромные территории и организуют эффективную логистику доставки ресурсов в свои гнезда, осуществляют коллективные переезды с места на место. Им свойственны разделение труда и совместные организованные действия при решении сложных задач.

И даже больше. Разные виды муравьев создают «фермы», в которых разводят тлю (и охраняют ее от других) и строят внутри своих муравейников «теплицы», в которых растят грибы для пропитания. Любой, кто занимался выращиванием грибов, подтвердит – это не самый простой процесс, который требует соблюдения ряда условий, включая стабильный температурный режим в камере выращивания.

Еще больших успехов добились в этом термиты: термитники (которые могут достигать в высоту несколько метров – их строительство само по себе яркий пример успешной самоорганизации насекомых) пронизаны внутри системой охлаждающих туннелей, поэтому, несмотря на тропическую жару снаружи, внутри всегда поддерживается комфортная температура.

Лектор рассказала, что как-то в Африке попробовали строить здания, используя в их конструкции принципы, подсмотренные у термитов. И хотя, как выяснилось позже, не все эти подходы скопировали правильно, эффект был ощутимый – здания охлаждались с гораздо меньшими энергозатратами.

Но вот как насекомые приспособились решать эту сложную инженерную задачу, ученые пока до конца не выяснили. Да и в целом, в теме самоорганизации коллективных насекомых «белых пятен» еще хоть отбавляй.

Порядок. основанный на феромонах

И все же, определенные результаты исследований есть, и они показывают, что тем же муравьям в решении задач самоорганизации помогает тот же метод простых правил. Только вместо зрительного контакта (как у волков, например), решающую роль играют запахи.

Вот, к примеру, муравей находит пищу и отщипнув кусок он возвращается к муравейнику, попутно помечая свой маршрут специальным ароматизатором-феромоном. Другой муравей почувствует этот запах и пойдет по нему, найдет искомый ресурс, ухватит порцию и тоже отправится к муравейнику, также помечая маршрут.

«Если в ходе поисков к ресурсу выйдет несколько муравьев, причем. Разными маршрутами, то каждый из них проложит поначалу свою дорожку туда и обратно. Но затем, поскольку по самому оптимальному маршруту насекомые будут проходить быстрее, число тех, кто двигался по этому маршруту будет больше, запах их феромонов сильнее и вскоре уже все муравьи будут выбирать его. Так им удается строить очень эффективную логистику», - пояснила Софья Пантелеева.

Точно так же, феромоны используют при строительстве стен нового муравейника, помечая ими «кирпичики», из которых эти стены устроены и еще в ряде случаев.

В других ситуациях важную роль играют временные интервалы. Например, когда муравьи-разведчики отправляются искать место для нового гнезда. Если место вызывает сомнения, то муравей начинает его дополнительно осматривать и задерживается. А тот, кто находит очевидно подходящую площадку, расположенную относительно рядом. Сразу возвращается и начинает тащить туда собрата, помечая маршрут. Затем эта процедура повторяется. В итоге, когда задержавшиеся в менее подходящих местах разведчики все же возвращаются, процесс переезда идет полным ходом. Причем, это решение принято рядовыми муравьями, а не импульсом от некой матки, как любят показывать фантасты в историях про коллективный разум.

Понятно, пока рано говорить о том, что наука досконально разобралась с принципами и механизмами самоорганизации братьев наших меньших и нас, без сомнения, ждет еще немало интересных открытий на этом пути. Но слушатели лекции стали лучше ориентироваться, как обстоят дела с этим в настоящее время и как природа с помощью довольно простых правил научилась решать очень сложные задачи. Возможно, и человечеству не помешало бы почаще использовать этот подход.

Проект «Точка.Логия», между тем, продолжится 9 апреля лекцией заведующего лабораторией психологической генетики Института цитологии и генетики СО РАН, ведущего научного сотрудника НИИ нейронаук и медицины, д.фил.н., к.б.н. Александра Савостьянова «Где я в моем мозге?» Во время этой встречи, ученый вместе со слушателями обещает разобраться с процессами самореференции в мозге человека.

Сергей Исаев

Двойная Венера

Планета, которую с древних времен наблюдали люди, оставляя свидетельства и в письменных источниках, и в более ранних петроглифах, — это, конечно, одна из самых заметных и ярких планет на небесном своде — Венера. 

Разные народы называли ее по-разному, и в числе прочих названий наиболее часто использовались Утренняя звезда и Вечерняя звезда, потому что иногда наблюдать эту особую планету можно и утром, и вечером.

Так и в этом году у нас будет возможность увидеть Венеру и утром, и вечером в период с 17 по 25 марта в средней полосе России: в Москве, Нижнем Новгороде, Казани, Екатеринбурге, Новосибирске и Красноярске. Такая видимость планеты называется «двойной видимостью», она возможна во время нижних соединений Венеры, то есть когда планета оказывается между Землей и Солнцем на одной эклиптической долготе. В этот момент данные космические объекты располагаются близко на небесной сфере подобно «параду планет». При этом возможны два варианта: Венера располагается на небе выше Солнца или ниже, поскольку орбита планеты имеет наклон к эклиптике 3.4°. Если Венера располагается выше Солнца, то она заходит за горизонт позже Солнца и видна вечером. Но в эти же дни она и восходит раньше Солнца, когда еще относительно темно, и ее можно увидеть и рано утром. Это простое пояснение «двойной видимости».

Более сложное пояснение, понятное астрономам-любителям, приводит Михаил Маслов, инженер обсерватории «Вега» НГУ: 

— Такая возможность возникает потому, что Венера визуально оказывается заметно выше эклиптики — линии на небе, которая является проекцией плоскости земной орбиты. Такое положение приводит к тому, что нижнее соединение Венера проходит как бы «над Солнцем» с позиции земного наблюдателя и элонгация планеты не уменьшается до околонулевых отметок. Благодаря этому Венера восходит над горизонтом раньше Солнца, что создает некоторый утренний период видимости, и в этот же день заходит после Солнца, что создает и вечернюю видимость. Таким образом, в течение дня Венеру можно увидеть как утром, так  и вечером.

Стоит отметить, что эта видимость довольно плохая, поскольку Венера во время соединения с Солнцем все же находится на небе довольно близко к нему, но заинтересованные наблюдатели могут, тем не менее, попробовать зафиксировать такую ситуацию, пронаблюдав Венеру утром и вечером, соблюдая необходимые предосторожности из-за присутствия яркого Солнца на небольшом угловом расстоянии.

Венеру можно будет наблюдать вечером сразу после заката Солнца низко над западной частью горизонта и утром перед восходом Солнца над восточной частью горизонта. Такие условия повторяются каждые 8 лет. После 25 марта мы сможем видеть Венеру только по утрам.

При наличии хорошего, даже любительского телескопа в период с 17 по 25 марта и «совы» по вечерам, и «жаворонки» по утрам смогут попытаться увидеть и изменения фаз Венеры, и «рога» Венеры. Кончики «рогов» — это как раз признаки атмосферы Венеры, очень плотной относительно атмосферы Земли.

20 марта наступит весеннее равноденствие, когда длительность дня и ночи сравняется и начнется увеличение продолжительности светлого времени суток. В дни весеннего и осеннего равноденствий Солнце расположено строго перпендикулярно экватору Земли, и в этот момент оба полушария планеты освещены одинаково, время светового дня становится равно времени ночи. 

Альфия Нестеренко, заведующая обсерваторией «Вега» НГУ

Кислородное голодание - не проблема?

Коллектив ученых из Института цитологии и генетики СО РАН, Института биологических проблем Севера ДВО РАН (Магадан) и Международного Томографического Центра СО РАН (Новосибирск) изучали, как организмы чесночниц Палласа (Pelobates vespertinus) — вид лягушек, обитающий на территории Восточной Европы и, частично, Западной Сибири — справляются с длительным кислородным голоданием во время зимовки. Исследование проводилось на средства гранта Российского научного фонда № 21-74-20050. Результаты работы опубликованы в Journal of Comparative Physiology.

Ранее этот коллектив уже изучал схожие механизмы адаптации у другой амфибии – сибирской лягушки (Rana amurensis), которая проводит зиму в заморных водоемах, где к концу зимы в воде практически не остается кислорода. Профессор Д.И. Берман с соавторами показали, что лягушки не только месяцами способны жить в этих условиях, но и даже сохраняют двигательную активность. Как выяснили ученые, пережить зиму им помогают серьезные изменения в метаболизме (повышение уровня глутатиона и др.).

В новом исследовании ученые изучали, как справляется с длительным недостатком кислорода чесночница Палласа, которая проводит зиму не под водой, глубоко в земле. «В ходе исследования мы помещали лягушек в специальные герметичные банки, где содержание кислорода было примерно в десять раз ниже атмосферного – это предельный уровень, который животные могут пережить, и смотрели, как меняется их метаболизм», — рассказал ведущий научный сотрудник сектора геногеографии Палеарктики, д.б.н. Сергей Шеховцов.

Оказалось, что у чесночниц изменения в метаболизме слишком слабые, чтобы их вклад в выживание можно было назвать существенным. Лягушки при этом зимой не впадают в анабиоз. И хотя большую часть времени они проводят неподвижно, но сохраняют способность шевелиться и реагировать на внешние раздражители.

«Можно предположить, что вместо активации других метаболических путей, гликолиза, как это происходит у сибирских лягушек, мы видим просто подавление метаболической активности. Стало меньше кислорода, организм может получить меньше энергии, соответственно и затраты ее максимально снижаются, что позволяет сохранять энергобаланс, необходимый для поддержания жизни», — объяснил Сергей Шеховцов.

Ученые допускают, что этими способами механизмы адаптации амфибий к недостатку кислорода не исчерпываются и дальнейшее изучение других видов покажет иные способы решения природой этой сложнейшей задачи.

Добытая информация имеет значение не только для биологов, но и для медицинской науки. Как известно, есть много заболеваний, связанных с ишемическими состояниями (локальное ограничение кровообращения, сопровождающееся в том числе гипоксией). И проведенные учеными исследования могут задать направление для работ по преодолению последствий ишемических стрессов для наших организмов. «Когда мы знаем, как с проблемой гипоксии справляются другие животные, становится понятнее, где надо искать решение, подходящее для человека», — подчеркнул исследователь.

Ученые сектора геногеографии Палеарктики не собираются ограничиваться в своей работе только амфибиями. «Мы продолжаем изучать зимовку разных организмов в условиях Севера, сейчас речь идет о некоторых рептилиях, а в планах еще и беспозвоночные», — подытожил Сергей Шеховцов.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН

Два килограмма в тротиловом эквиваленте

Ученые Института гидродинамики имени М. А. Лаврентьева СО РАН (ИГиЛ СО РАН) совместно с инженерами Конструкторско-технологического филиала ИГиЛ СО РАН (КТФ ИГиЛ СО РАН) провели успешные вакуумные и взрывные испытания стальной камеры, изготовленной для исследований в Центре коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»). В ходе тестовых экспериментов в камере произведены взрывы мощностью до 2,5 кг в тротиловом эквиваленте. Результаты испытаний показали стабильность и безопасность работы камеры.

Испытания камеры проходили в три этапа. На первом этапе ученые протестировали автоматизированную систему запирания и отпирания корпуса и крышки камеры для обеспечения герметичности, и безопасности эксперимента.

На втором этапе были проведены вакуумные испытания, в ходе которых были достигнуты требуемые параметры вакуума – 0,001 атм.

После подтверждения вакуумных параметров прошли взрывные испытания. Специалисты провели четыре серии взрывов мощностью от 1 кг до 2,5 кг в тротиловом эквиваленте.

«Мы впервые в мире будем работать на источнике синхротронного излучения со взрывной камерой такого объема – 5 кубических метров, рассчитанной на взрыв мощностью два килограмма в тротиловом эквиваленте. Взрывные испытания – важный этап, который показал, что камера стабильна, безопасна для проведения экспериментов и готова к эксплуатации. В ближайшее время камера будет транспортирована и установлена в здании экспериментальной станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» на площадке СКИФа», – рассказал координатор разработки и создания станции «Быстропротекающие процессы», ученый секретарь ЦКП «СКИФ» к.ф.-м.н. Иван Рубцов.

В ходе эксперимента ученые применили четыре различные методики. 

«Первая методика – тензометрическая. Мы установили по всему корпусу камеры тензометрические датчики, которые позволяют определить, какие механические деформации она испытывает во время взрыва. Исходя из этих данных можно впоследствии восстановить напряжения, испытываемые корпусом камеры во время эксперимента. Вторая методика – пьезорезистивная – позволяет проанализировать, как глушится ударная волна на выходе из глушителя камеры. Третья методика – оптическая – для измерения колебаний глушителей камеры относительно неподвижного репера. Скоростная оптическая камера снимает 10 тысяч кадров в секунду. Наконец, четвертая методика – вибрационная. Виброметр измеряет колебания грунта, вызванные взрывом, это важно учитывать для работы в помещениях с большим количеством чувствительного оборудования», – прокомментировал младший научный сотрудник ИГиЛ СО РАН Алексей Студенников.

Для управления экспериментом сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН разработали автоматизированную систему управления (АСУ) – программное обеспечение, которое обеспечивает полный цикл управления экспериментом.

«Совместно с коллегами был разработан алгоритм управления экспериментом, позволяющий контролировать ход всего технологического процесса и безопасно эксплуатировать оборудование в режиме реального времени. Так, оператору необязательно знать всю технологию. АСУ сама контролирует все параметры и знает последовательность действий при каждом процессе, а в случае нарушения способна вывести ошибки на экран и отправить протокол», – пояснил Алексей Студенников.

О взрывных экспериментах

Взрывные эксперименты будут проводиться на экспериментальной станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» ЦКП «СКИФ». Интегратором создания оборудования станции выступает ИГиЛ СО РАН. Стальная взрывная камера разработана учеными КТФ ИГиЛ СО РАН, изготовлена при участии специалистов Общества с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие «Сибэлектротерм» (ООО НПП «Сибэлектротерм»).

В условиях взрыва в режиме реального времени изучаются процессы, характерное время протекания которых достигает миллионной доли секунды. Такие исследования необходимы для моделирования свойств авиационных и космических материалов, испытывающих экстремальные нагрузки, уточнения параметров взрывчатых веществ, а также решения задач фундаментальной физики.

Российский пушной эксклюзив

Ранее мы рассказывали про знаменитый эксперимент академика Д.К, Беляева по ускоренной доместикации животных. В его рамках были успешно одомашнены лисица, американская норка и норвежская крыса. Но этими животными научная работа в области доместикации не ограничивалась. И сегодня коснемся исследований, связанных с еще одним представителем семейства куньих – соболем.

Товарообмен соболиным мехом Древней Руси с окружающими государствами начался очень давно – еще в I в. до н.э. соболиные украшения пользовались особым спросом в Римской империи. Позднее в IX веке внешняя торговля Руси (сбыт полюдья) достигает значительного размаха и со скандинавами и с арабским Востоком.

Особенно активизировалась торговля соболиным мехом во времена правления Василия III (1505-1533) с появлением в Риме русского посла Дмитрия Герасимова. В 1570 годах Строгановы через торговца Брюнелла налаживают поставки соболя северным морским путем в Дортрехт, Антверпен, Париж. Для них этот вид торговли оказался выгоднее местной продажи в 2,7 раза.

Царство Сибирске (из Царского титулярника) 1672 года Ну а в 1585 г. русские соболиные сорокá стали особенно знамениты. Дело в том, что царь Федор Иоаннович “Блаженный” (1584-1587) оказывает поставками соболя австрийскому цесарю Рудольфу серьезную финансовую помощь на ведение войны с турками. Эта поддержка произвело тогда на Вену особое впечатление.

В конце XVI века с походом Ермака завершится окончательное вытеснение с территории Западной Сибири последнего Сибирского ханства Золотой Орды и соболиный ясак, взимаемый с местного самоедского населения, поступает уже не в Оттоманскую империю, а в Московское государство.

Но особая роль соболя в финансовой деятельности нашего государства приходится на XVII век – потрясающий, грозный, наполненный великими и трагическими событиями. В России его называли «бунтарчным» веком.

Котировка курса соболя в ту пору на внутреннем рынке видна из следующих данных. По сведениям Таможенных книг Московского государства XVII века, в Сольвычегодском и Устюге Великом, куда по Великому речному пути поступала пушнина из Сибири, одна шкурка соболя равнялась стоимости рабочей лошади. Средний доход от соболиного промысла покрывал годовой расход крестьянского хозяйства.

В XVII в. в российской, преимущественно сибирской, геральдике появился соболь В это время Сибирская земля ассоциировалась прежде всего с соболем. Изображения соболя так или иначе присутствовали на печатях семи сибирских городов, изображая реальных промысловых зверей. Два соболя изображены и на титулярном гербе Сибирского царства.

К началу XX века истощение природных ресурсов соболя стимулировало попытки разведения этих ценных пушных зверей в специальных питомниках. Постановление Совета Министров от 16 апреля 1912 г. положило началу государственной работы по соболеводству
В 1913-1915 гг. на северо-восточном побережье Байкала были организованы специальные “соболиные экспедиции” по живоотлову племенного материала. Учитывали при этом исключительную ценность меха тёмного соболя-баргузинца, обитающего на западных склонах Баргузинского хребта.

Сегодня на специализированный международный пушно-меховой аукцион в Санкт-Петербург без всякого ущерба для ареала этого вида поступает 500 тысяч шкурок соболя, добытого промысловой охотой.

Специалисты Российского пушно-мехового союза и торгового обьединения  «Союзпушнина» в Санкт-Петербурге комментируют: “Ценовой уровень на шкурки соболя достиг наивысшего показателя за последние 15 лет”. И это при значительном росте поголовья дикого соболя.

Сергей Григорьевич Вепрев В начале 1960-х исследованиями соболей, в рамках своей масштабной работы по изучению и гибридизации куньих занялись известные новосибирские биологи, сотрудники Института систематики и экологии животных СО РАН - супруги Дмитрий и Юлия Терновские. «Они работали на Алтае, с дикой популяцией соболя. В результате, некоторое количество соболей оказалось на звероферме Института цитологии и генетики СО РАН и к их исследованию уже подключились наши ученые. В результате исследовательской работы, проведенной сотрудниками Института цитологии и генетики СО РАН Сергеем Вепревым и Николаем Нечипоренко, в природной популяции соболей Горного Алтая зафиксировано присутствие соболей аберрантной окраски», - вспоминает ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики и селекции сельскохозяйственных животных, д.б.н. Олег Трапезов.

Как было показано ранее на других животных, процесс одомашнивания запускает изменения в геноме, многие из которых связаны с фенотипом (достаточно вспомнить разнообразие собачьих пород и как сильно не похожи таксы, сенбернары и болонки на волков, от которых они все в свое время и произошли). Соболя в этом плане не стали исключением и в ходе доместикации у них стало появляться потомство с самыми разными окрасочными формами. Встречались серо-голубые, золотистые и крапчатые шкурки

Соболь как вид хорош своей востребованностью на мировом пушном рынке, отмечали ученые. В этой связи звучали предложения вывести породу с необычной расцветкой. Ведь если найти чрезвычайно редкий, необычный и при том очень красивый окрас, то это будет иметь еще и дополнительную коммерческую ценность в плане развития промышленного звероводства.

Понять, какие именно гены стали меняться у животных, как эти изменения влияют на их внешний облик и почему важно и для фундаментальной науки. Ведь в дикой природе у соболей тоже встречаются примеры изменения окраски (например, пятнистость) и они часто связаны с понижением плодовитости. Необходимо определить – какой в этом эволюционно-генетический смысл. Исследования в этом направлении продолжаются сотрудниками ИЦиГ СО РАН по сей день. Допускается, что мутации окраски у соболя, обладая системным плейотропным действием, могут ускорять процесс одомашнивания. Накопившиеся экспериментальные данные, дают основание говорить о том, что гены окраски меха вполне можно назвать «генами доместикации».

«Вообще, главной задачей всех работ в области доместикации, которые ведутся в нашем институте является познание принципов эволюционного процесса и поиск возможных инструментов управления эволюцией», - отметил Олег Трапезов.

Есть у дальнейшей доместикации соболя и еще одна важная задача, связанная с сохранением вида. Да, сегодня популяции соболей не грозит исчезновение, но это не значит, что такая опасность не возникнет в дальнейшем. Но одними ограничениями промысла тут не обойтись.

Вырубка лесов, лесные пожары, эпизоотии (массовые заболевания среди животных) тоже могут значительно сократить их численность, и подобное уже случалось. И тогда восстановление численности вида эффективнее всего проводить через разведение соболей в специальных питомниках, а ручные соболя, как уже было сказано выше, размножаются заметно лучше.

Исследования, проведенные в Институте цитологии и генетики СО РАН по выяснению связи между поведением соболей и их плодовитостью показали: чем спокойнее животные по отношению к человеку, тем выше их потенциальная плодовитость, а значит, разведение соболей в условиях клеточного разведения с отбором на положительную реакцию на человека будет выгодно для звероводческой отрасли.

Заглянуть в глаза

В ходе пресс-конференции в «ТАСС-Сибирь» представители НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (филиал Института цитологии и генетики СО РАН) и МНТК «Микрохирургия глаза» рассказали о совместных проектах, направленных на решение проблем со зрением.

МНТК «Микрохирургия глаза», в структуре которой сегодня работает 11 центров, расположенных по всей стране, традиционно стремится использовать в своей работе самые передовые технологии здравоохранения, включая собственные разработки. «И нашему новосибирскому филиалу очень повезло, что мы находимся рядом с Новосибирским научным центром СО РАН, во многом благодаря сотрудничеству с ними наш филиал стал лидером экосистемы МНТК в области научных исследований», - отметил руководитель новосибирского филиала МНТК «Микрохирургия глаза» им. Федорова, д.м.н., профессор Валерий Черных.

Представители клиники неоднократно подчеркнули, что вся исследовательская работа нацелена на создание новых медицинских технологий, способных эффективно решать разнообразные проблемы со зрением.

Клинику и НИИКЭЛ связывает не одно десятилетие совместной работы, которая реализовалась в ряд открытий в области лимфатических структур глаза, а также в созданных на их основе технологиях и методиках лечения, которые успешно применяются сегодня на практике.

«Особо мы продвинулись в лечении такого грозного заболевания, ка глаукома», - подчеркнул Валерий Черных. В последние годы ученым из разных стран, включая новосибирских, удалось доказать, что развитие этой тяжелой патологии связано с воспалительными процессами местного характера. И отслеживание таких процессов может позволить диагностировать заболевание на ранних стадиях, когда существующие способы его лечения наиболее эффективны.

Также именно новосибирцы первыми в России показали наличие в структуре глаза собственных лимфатических структур (ранее, их существование отрицалось), а также их влияние на развитие глаукомы. Эту работу сотрудники МНТК провели в тесном сотрудничестве с лабораторией ультраструктурных исследований НИИКЭЛ.

«Особенностью нашей лаборатории является то, что мы работаем с большими увеличениями. Увеличив изображение объекта исследования в 30-50 тысяч раз мы можем заглянуть внутрь и понять, какие процессы протекают на клеточном уровне в условиях нормы или патологии», - пояснила руководитель лаборатории, д.б.н. Наталия Бгатова.

Выявление лимфатических путей оттока внутриглазной жидкости в структуре глаза человека стало одной из первых задач, которую поставило перед учеными руководство новосибирского филиала МНТК «Микрохирургия глаза». На тот момент в мировой науке не было доказательных данных о существовании таких структур.

«Мы изучили около тысячи срезов ткани глаза, с использованием различной микроскопической техники, применяя различные маркеры лимфатических сосудов. В структурах глаза типичных лимфатических сосудов не обнаружилось. Но в сосудистой оболочке мы определили лимфатические каналы, которые ограничены фиброблатосподобными клетками», - рассказала Наталья Бгатова.

Это открытие послужило основой для формирования концепции увеалимфатического оттока внутриглазной жидкости в структурах глаза человека. Опираясь на нее можно разрабатывать новые методы лечения первичной открыто угольной глаукомы.

Еще одним интересным направлением в сотрудничестве врачей и ученых стало изучение процессов аутофагии в различных структурах глаза. Если лимфатическая система удаляет излишние и токсичные продукты метаболизма клеток из межклеточного пространства, то аутофагия – процесс внутриклеточный, но со схожими задачами. Известно, что процессы аутофагии так или иначе связаны с развитием многих патологий органов зрения, включая уже упомянутую глаукому.

«Мы показали, что при терминальной стадии глаукомы в сетчатке глаза, в клетках фоторецепторов активно развиты процессы аутофагии, которые поддерживают гомеостаз и как-то сохраняют функцию этих клеток», - отметила Наталья Бгатова.

Другим направлением работы стали исследования разных типов увеальной меланомы (онкологического заболевания). Оказалось, что, хотя при наиболее злокачественном типе такой меланомы, процессы аутофагии менее выражены, маркеры везикулярного транспорта жидкостей из клетки наоборот экспрессируются значительно активнее, чем при других типах патологии.

Эти исследования важны для выработки биологических маркеров диагностики типов данного вида меланомы, прогноза ее развития и оценки эффективности воздействия на рост опухоли.

С каждым годом все большую роль в лечении заболеваний глаз начинают играть клеточные технологии и совместные исследования в этой области также занимают немалое место в списке совместных проектов врачей клиники и ученых НИИКЭЛ.

«Мы начали с исследований обогащенной тромбоцитами плазмы и возможностей ее применения для лечения ряда патологий, причем, не только связанных с глазами», - поделилась руководитель лаборатории клеточных технологий НИИКЭЛ, д.м.н. Ольга Повещенко.

Врачи МНТК успешно интегрировали результаты этого исследования в свою практику. А перед сотрудниками лаборатории встали новые задачи, в частности, поиск безопасного и эффективного с точки зрения регенерации клеточного материала для лечения травм роговицы.

Это была очень непростая задача, поскольку роговица должна быть прозрачной, через нее проходит свет, но клетки, которые обеспечивают эту функцию, управляя расположением коллагеновых волокон – кератоциты – составляют только три процента от ее общей массы. При травме они преобразовываются в фибробласты, которые закрывают раневую поверхность. И если на этом воздействие на роговицу заканчивается, то ее прозрачность быстро восстанавливается. Но если оно продолжается, то начинается процесс фиброза, ведущий к непрозрачности роговицы и утрате зрения, полной или частичной.

Единственным методом лечения является кератопластика – трансплантация тканей роговицы, но это очень дефицитный материал.

«Валерий Вячеславович Черных предложил использовать для этих целей лентикулы – те участки роговицы, которые удаляются в процессе лазерной коррекции зрения. Поначалу работа шла очень сложно и первые полгода нам казалось, что у нас ничего не получится. Но путем подбора условий культивирования, мы смогли выделить лентикулы, а потом научились их выращивать и дифференцировать в специализированные клетки, те самые кератопласты», - рассказала Ольга Повещенко.

Затем полученные клетки роговицы тщательно изучили и пришли к выводу, что они соответствуют требованиям к материалу для трансплантации. Эти выводы были подтверждены в экспериментах с животными: размеры и прозрачность роговицы у мышей полностью восстановились в течение восьми недель.

«Также мы показали, что эти клетки не только лечат роговицу, но и приводят к предупреждению такого грозного осложнения как фиброз, который приводит к слепоте», - заключила Ольга Повещенко.

Сергей Исаев

СО РАН и НАНБ

В новосибирском Академгородке состоялось рабочее совещание руководства Сибирского отделения РАН и делегации Национальной академии наук Беларуси.

Председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон поставил вопрос о том, чтобы в совместной работе двух академических структур выделить направления, особо приоритетные для обеспечения безопасности и научно-технологического суверенитета Российской Федерации и Республики Беларусь. Особый акцент был сделан на недостроенности цепочки обращения сырья редких и редкоземельных металлов крупнейшего в мире Томторского месторождения в Арктике. «В высокотехнологичном использовании этих материалов крайне заинтересованы многие отрасли промышленности и в России, и в Беларуси», — считает глава Сибирского отделения. Другой масштабной платформой для сотрудничества он назвал источник синхротронного излучения СКИФ, первая очередь линейного ускорителя которого успешно прошла тестовый запуск пучка.

Академик-секретарь Отделения физико-технических наук НАНБ Сергей Сергеевич Щербаков напомнил о недавних перестановках в правительстве Беларуси и о начале планирования очередной пятилетки, в том числе научных и научно-технологических программ. По его мнению, было бы целесообразно и продуктивно включать совместные работы на установке СКИФ в исследовательские программы Союзного государства России и Беларуси. Директор ЦКП СКИФ член-корреспондент РАН Евгений Борисович Левичев рассказал, что во время недавнего посещения синхротрона заместителем министра науки и высшего образования РФ Айратом Ринатовичем Гатиятовым обсуждалась идея «прикручивания» к СКИФ и его рабочим станциям новых практикоориентированных лабораторий. «Будет символично, если первая такая лаборатория станет международной, российско-белорусской», — считает Евгений Левичев.

По мнению Сергея Щербакова, критерием успешности совместной научной деятельности являются не столько опубликованные статьи, сколько подготовленные специалисты высокой квалификации. «Мы хотим сформировать команду молодых исследователей, — поделился белорусский академик, — которые приедут в Сибирь и вживую познакомятся со СКИФ». Валентин Пармон предложил этой потенциальной группе принять участие в Международном научно-технологическом форуме «Технопром-2025», на котором, вероятно, будет проходить круглый стол по использованию потенциала СКИФ.

Во время совещания сторонами также обсуждались вопросы расширения обмена научной литературой, осмысления китайского опыта управления научно-инновационными процессами. Был согласован проект соглашения между НАНБ и ЦКП СКИФ, определяющего основные направления сотрудничества, взаимоотношения в сфере интеллектуальной собственности и другие правила взаимодействия.

Микропластик и обучаемость

Исследователи из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН на крысах изучают, как микропластик влияет на организм. Оказалось, что потребление микропластика снижает способность животных к обучению.

Во всем мире, по разным данным, производят до 400 миллионов тонн пластика в год. При этом утилизировать его сложно. Окружающая среда загрязняется, из-за чего мы постоянно вдыхаем микропластик из воздуха и потребляем его с водой. Однако накопительный эффект его воздействия пока неизвестен, непонятно, как он влияет на здоровье и скорость старения. Исследовав этот вопрос, ученые смогут увеличить продолжительность жизни человека и ее качество.

«На здоровье людей, помимо воздействия микропластика, оказывают влияние многие другие негативные факторы. Для того чтобы отделить это от других отрицательных эффектов, мы проводим исследования на модельных животных, которые находятся в постоянных условиях. С их помощью можно оценить возможные токсические эффекты приема микропластика», — рассказывает ведущий научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Наталья Анатольевна Стефанова.

Синтез микропластика для экспериментов

Первым делом ученым нужно было синтезировать частицы микропластика нужного размера. Для этого исследователи растворили бутылку из-под питьевой воды из полиэтилентерефталата (ПЭТ) в концентрированной кислоте. После добавили к раствору осадитель, чтобы получить частицы размером от двух до пяти микрометров (сопоставимые с эритроцитами в крови крыс).

«Во всем мире в большинстве таких исследований используют модельные частицы из полистирола. Это идеальные сферы, которые просто синтезировать и легко купить любого размера. Однако, если использовать только такие идеальные частицы, говорить о том, что исследование приближено к жизни, достаточно сложно. Мы стремились создать условия максимально близкие к естественным», — отметила руководитель группы экологических исследований и хроматографического анализа Центра спектральных исследований НИОХ СО РАН кандидат химических наук Юлия Сергеевна Сотникова.

Кормление крыс

Поскольку в этом исследовании оценивали влияние микропластика на когнитивные способности крыс, нужно было сымитировать его употребление таким образом, чтобы у них не возник стресс. Единственный метод в таком случае — скармливать частицы вместе с едой.

Ученые готовили тесто из хлеба, муки, яйца и воды и делали из него лепешки. Внутрь помещали частицы микропластика, скатывали в комочки и подсушивали их на плите, чтобы они стали сухими снаружи. Получились хлебные шарики, которыми и кормили крыс.

«Эксперимент проводили с несколькими дозировками. Первую дозировку — 10 мг/кг выбрали, исходя из информации зарубежных ученых о том, что человек за неделю съедает около пяти граммов пластика (столько весит банковская карта). Пересчитав, сколько приходится на килограмм массы человека в день, мы подобрали нужную дозу для крыс. Вторая дозировка в десять раз больше — 100 мг/кг», — поделилась Юлия Сотникова.

Для исследования задействовали две линии крыс. Wistar — классические лабораторные крысы, на которых проводится большинство исследований, и OXYS — уникальная  линия, выведенная в ФИЦ ИЦиГ СО РАН, она отличается тем, что такие животные рано стареют. У крыс линии OXYS быстрее развиваются признаки возрастных заболеваний, таких как катаракта, ретинопатия и болезнь Альцгеймера.

Всего в эксперименте участвовало шесть групп крыс, по три группы каждой линии: контрольная (животные, не употреблявшие микропластик), группа, которая принимала 10 мг/кг, и группа, принимавшая 100 мг/кг. С полутора месяцев (периода полового созревания) до трех с половиной месяцев (активного репродуктивного периода) зверьков кормили микропластиком. После этого провели исследование способности к обучению и памяти в лабиринте Барнс.

Испытания в лабиринте Барнс

Лабиринт Барнс — это круглая платформа диаметром 122 сантиметра на высокой подставке больше метра. По ее периметру расположено несколько внешне одинаковых лунок, одна из них — полноценное убежище, в которое крыса полностью может спрятаться, остальные отверстия неглубокие.

«Крысы — норные животные. Если их посадить на открытую площадку в незнакомой обстановке, им становится страшно, зверьки не могут ни спрятаться, ни спрыгнуть вниз. Они видят, что есть отверстия, и начинают искать то, в котором можно укрыться. Задача каждой крысы — за определенный момент времени найти нужную норку. Обучение проходило в течение пяти последовательных дней, после чего мы проверяли, насколько подопытные запомнили местоположение лунки, в которой могут спрятаться», — прокомментировала Наталья Стефанова.

В процессе обучения животные используют одну из трех стратегий. Самая распространенная на первых днях обучения — бегать по окружности лабиринта и последовательно искать нужную лунку. Крыса запоминает, что укрытие есть, но не помнит, где оно. Вторая стратегия — искать лунку случайным образом. Крыса ищет укрытие не последовательно, а хаотично передвигаясь от одной лунки к другой. Обе этих стратегии не относятся к гиппокамп-зависимому обучению. Гиппокамп важен для запоминания (то есть перехода кратковременной памяти в долговременную) и ориентации в пространстве, необходимой для навигации. При болезни Альцгеймера эта структура мозга страдает одной из первых. Потеря кратковременной памяти и дезориентация — ранние симптомы заболевания.

Третья стратегия, наоборот, зависит от работы гиппокампа — крысы с точностью запоминают, где находится нужная лунка или знают сектор, в котором она расположена. В процессе обучения каждому животному присуждались баллы по определенным параметрам — когнитивный индекс. Баллы за дни эксперимента суммируются, животные с высоким индексом более обучаемые.

«Выяснилось, что микропластик в большей степени негативно повлиял на когнитивные способности здоровых животных, не склонных к раннему старению. В этом есть своя логика: когда у людей возникают проблемы со здоровьем, они к ним приспосабливаются. Человек вынужден жить в этих условиях, и, когда внезапно сваливается что-то плохое, ответная реакция будет быстрее. Гиппокамп-зависимое обучение использовали только контрольные крысы Wistar. Даже при дозировке в 10 мг/кг микропластика эти крысы показали, что вещество отрицательно влияет на когнитивные способности. К тому же этот эффект накопительный и в результате можно ожидать, что скорость старения увеличится», — сказала Наталья Стефанова.

Дальнейшие исследования

Работа по изучению воздействия микропластика на организм продолжается. Ученые взяли образцы мозга для гистологического исследования нейронов, глиальных клеток гиппокампа и префронтальной коры мозга — структур, которые отвечают за когнитивные функции. Планируется изучить молекулярные механизмы, происходящие под воздействием микропластика.

Исследователи намерены определить и концентрацию пластика в различных органах: печени, почках, сердце, миокарде и мозге. Для этого планируется использовать метод газовой пиролитической хромато-масс-спектрометрии. При нем образцы нагреваются до 600 °C, что позволяет разложить полимеры на уникальные продукты термического распада. Такой подход помогает точно установить виды присутствующих полимеров и их количество.

«В этом направлении пока проведены лишь предварительные эксперименты. Мы стараемся тщательно подготовить образцы, так как для метода пиролитической газовой хромато-масс-спектрометрии критически важна чистота пробы, исключающая посторонние примеси. Могу сказать, что уже обнаружены частицы микропластика в сердце крысы, подвергшейся воздействию, однако точное количество накопленного полимера пока остается неясным», — пояснила Юлия Сотникова.

Ирина Баранова

Новая «генеральная линия»

Наверное, у нас этого ждали более десяти лет. Мы говорим сейчас об ученых СО РАН, которые из года в год обозначали прорывные направления в области технологий и предлагали свое посильное участие в этом деле. В большей степени это было послание нашим властям, без внимания которых ни о каком прорывном развитии не могло быть и речи.

К сожалению, долгое время мы не наблюдали прямого диалога с властями по этим вопросам, и иногда даже казалось, что наверху упомянутые послания от ученых остаются неуслышанными. К примеру, с 2014 года у нас в Новосибирске много говорили о необходимости развития аддитивных технологий. На эту тему устраивались тогда «круглые столы», пресс-конференции, многочисленные презентации на технологических форумах. Основными «застрельщиками» данной темы были Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Институт теоретический и прикладной механики СО РАН, Новосибирский государственный технический университет, а также приглашенные гости из Московского авиационного института. В разговор пытались вовлечь как бизнес, так и чиновников разных уровней, включая чиновников Новосибирской мэрии. Насколько я помню, в то время обсуждались возможности импортозамещения в этой области. Речь шла как о производстве отечественных 3D-принтеров, так и порошков к ним. В ходе обсуждения выяснилось, что отечественные предприятия очень нуждаются в таких технологиях, однако санкционная политика уже тогда давала о себе знать, поэтому важно было самим освоить всю технологическую цепочку.

Параллельно поднимался и вопрос по композитным материалам, в чем особо нуждалась наша авиационная промышленность. Несколько лет назад представитель руководства Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) даже обратился к ученым СО РАН с просьбой принять участие в такой научно-исследовательской о опытно-конструкторской работе. По его словам, производителям крайне необходим композитный материал для лопаток турбин, благодаря чему можно увеличить удельную мощность турбореактивного двигателя для гражданской авиации. Этим путем уже шли американцы, и нашему авиапрому, вступившему в конкуренцию с мировыми производителями, необходимо было соответствовать передовому уровню.  

Наконец, коль уж речь зашла о материалах, нельзя не вспомнить о проекте по освоению якутских месторождений редкоземельных металлов, о чем более десяти лет тому назад докладывали руководители Института геологии и минералогии СО РАН. Надо сказать, что представленный ими проект получил широкую огласку в наших СМИ и даже были сделаны первые договоренности с тогдашним правительством РФ относительно возможных путей его реализации.

Однако случилось так, что с некоторых пор события в стране и в мире стали развиваться не совсем предсказуемо, и указанные темы были поставлены на паузу. Нет, их актуальность не преуменьшалась, и время от времени они снова всплывали в медийном пространстве. Однако само это медийное пространство ближе к нашему дню заполнилось такими темами, что все разговоры об аддитивных технологиях, композитных материалах и добыче редкоземельных металлов отходили на задний план. Казалось, что ожидаемый диалог с властью по этим вопросам переносится на весьма отдаленную перспективу.

Так вот, тем и примечателен оказался прошедший в Москве в конце февраля этого года Форум будущих технологий, что он как будто «воскресил» указанные темы. Причем произошло это в присутствии самого Главы государства! Диалог, которого наши ученые так долго ждали, состоялся. И судя по выступлению Владимира Путина на пленарном заседании, а также его последующие высказывания на совещании по развитию добычи редкоземельных металлов, вселяют надежду на то, что всё это было сделано не ради пиара, а в силу глубокого осознания важности этих тем для будущего страны.

Напомним, что в этом году Форум будущих технологий был посвящен химии и применению новых материалов. Как отметил Владимир Путин, сейчас в этих областях происходят стремительные изменения, которые подстегивают очередные, еще более революционные изменения в разных областях – в здравоохранении, в промышленности, в микроэлектронике, в создании беспилотных систем. И если наша страна намерена быть в числе лидеров по ключевым направлениям научно-технического развития, нам следует добиться превосходства в области химии и новых материалов, подчеркнул Президент.

Он также напомнил, что когда-то советский Химпром занимал первое место в Европе и второе – в мире. Однако, откровенно признался Владимир Путин, в дальнейшем это наследие было во многом растрачено и растранжирено, о чем приходится говорить теперь с глубоким сожалением. После распада СССР многие предприятия были остановлены, а то и просто разрушены. Их оборудование было вывезено или порезано на металлолом. В итоге произошла утрата значительной части промышленного и технологического суверенитета, и теперь приходится всё восстанавливать заново.

Тем самым Глава государства уверил собравшихся в серьезности намерений руководства страны, обозначив несколько точек роста (включая создание специального научно-технологического кластера на базе Института Катализа СО РАН). К примеру, Россия до сих пор не добывает литий, очень востребованный на мировом рынке. Причем, самое интересное, что технологией получения чистого лития занимались как раз ученые СО РАН. То есть нашим специалистам литиевая тема хорошо знакома. И как подчеркнул Владимир Путин, мы могли этим заниматься еще лет 10 – 15 назад. Так что приоритеты в данной области вполне соизмеримы с нашим интеллектуальным потенциалом. Специалисты есть, а значит, с тем же литием проблему можно решить. И в этом, судя по всему, Глава государства не сомневается.

По словам Владимира Путина, учитывая важность указанного направления, в текущем году запускается очередной национальный проект, посвященный химии и новым материалам. На его реализацию с 2025 по 2030 год планируется выделить почти 170 миллиардов рублей. И что не менее важно: сумма инвестиций компаний реального сектора может составить триллион рублей! Как заметил Президент, он поднимал эти вопросы с собственниками компаний и обнаружил, что у них на этот счет имеются весьма амбициозные планы. Люди полны энтузиазма, поэтому необходимо создавать механизмы поддержки частных инвестиций, в том числе – в сектор исследований и разработок.

Как ни странно, Глава государства отметил стимулирующую роль введенных против России санкций. Российские компании в таких условиях всё чаще обращаются за помощью к нашим ученым. И получают такую помощь. Причем, отечественные решения, отметил Президент, иной раз оказываются эффективнее зарубежных аналогов. В свое время сельхозпроизводители упрашивали руководителей страны не пускать иностранцев на наш продовольственный рынок, обещая насытить его всем необходимым, разве что кроме бананов. Похоже, в руководстве надеются, что создание и производство новых материалов нам также окажется по силам.

Наверное, это хороший знак, поскольку совершенно очевидно, что в руководящих структурах происходит отход от тех принципов, что были нам навязаны «эффективными менеджерами» из 1990-х годов: «зачем создавать свое, если это можно купить за нефтедоллары за границей?». Но с тех пор вектор явно поменялся, и теперь уже тема импортозамещения постепенно перерастает в тему технологического лидерства. Собственно, именно этому посвящен Форум будущих технологий. И позиция Главы государства выражена здесь совершенно недвусмысленно.

Больше всего обнадеживает его высказывание о значении редкоземельных металлов для развития высокотехнологичных и наукоемких отраслей. Как мы знаем, эта тема неожиданно всплыла на «геополитическом фронте», когда украинское руководство решило предложить американцам свои редкоземельные и иные ресурсы в качестве компенсации затрат на поддержку их страны. С нашей стороны это не могло не вызвать ироничных комментариев, поскольку именно Россия обладает серьезными месторождениями редких земель, которые еще ждут своего освоения. Это как раз то, о чем десять лет назад говорили ученые СО РАН с разных трибун, пытаясь привлечь внимание руководителей страны. И вот теперь мы уже слышим, как Глава государства четко воспроизводит эти тезисы. То есть послание десятилетней давности достигло главного адресата. А если учесть, что по этой теме начались консультации с американской стороной, то есть уверенность в том, что всё это было сказано не ради красного словца. Похоже, в руководстве нашей страны всерьез обратились к «редкоземельной» теме, что дополнительно подтверждается упомянутым выше совещанием Президента с членами правительства.

Впрочем, тема редких земель требует отдельного рассмотрения, чему мы еще уделим внимание в следующий раз.

Николай Нестеров

Белая река, мысли о былом

Ученые Института географии им. В. Б. Сочавы СО РАН (Иркутск) реконструировали голоценовую историю развития долины реки Белой в пределах равнинной части ее бассейна. Для восстановления основных этапов специалисты проанализировали данные по строению и возрасту аллювиальных толщ, слагающих поймы и низкие террасы. Полученные результаты позволяют точнее детализировать хронологию экстремальных гидрологических событий в регионе. Результаты работы опубликованы в журнале «Геоморфология и палеогеография».

Климатические изменения, масштаб и скорость которых существенно возросли в течение последних десятилетий, оказывают значительное воздействие на различные компоненты природной среды и на человека. На территории Приангарья уже некоторое время усиливается деятельность циклонов, происходят катастрофические летние паводки, которые признаны одним из ведущих факторов чрезвычайных ситуаций. Наши знания о ритмике гидрологических событий ограничены периодом инструментальных наблюдений за стоком рек. Для повышения точности прогнозирования чрезвычайных ситуаций, связанных с паводками, необходима детализация хронологии экстремальных гидрологических событий на длительных (вековых, тысячелетних) временных отрезках. Решить эту задачу можно с привлечением косвенных данных.

«Развитие речной долины — длительный процесс, одним из проявлений которого является формирование пойм в результате колебаний водности рек. Многоводные периоды приводят к активизации процессов эрозии/аккумуляции, во время маловодных периодов поймы стабилизируются, закрепляются растительностью, что приводит к формированию на них почв. Органический углерод, являющийся одним из основных компонентов почвенного органического вещества, позволяет установить их возраст с применением радиоуглеродного анализа и среди прочего выявить ритмичность многоводных и маловодных фаз, динамика которых тесно связана с климатом», — рассказала заведующая лабораторией геоморфологии ИГ СО РАН кандидат географических наук Марина Юрьевна Опекунова.

В период с 2018-го по 2022 год ученые собрали большой массив данных, куда входила информация, полученная в ходе полевого геоморфологического обследования, обработки синтезированных спутниковых изображений высокого разрешения, а также построения цифровых моделей рельефа. Затем исследователи проанализировали пространственное распределение пойменных генераций в нижнем течении реки Белой, состав и фациальное строение аллювиальных отложений различных генераций пойм и выявили динамические характеристики их формирования. Оценку последовательности накопления аллювиальных отложений специалисты провели, определив возраст погребенных почв и торфов радиоуглеродным методом.

Полученные результаты показали основные этапы развития долины реки Белой в пределах равнинной части ее бассейна, связанные с чередованием фаз высокой и низкой водности. Ученые выяснили, что этапы относительно невысокого речного стока и стабилизации флювиальных процессов в долине были характерны для временных интервалов 12,9—7,0; 5,6—4,5; 4,1—2,3 и 0,3—0 тысяч лет назад и сменялись этапами высокой водности и активного осадконакопления на поймах 7,0—5,6; 4,5—4,1 и 2,3—0,3 тысяч лет назад.

«Развитие флювиальных процессов и ритмичность формирования исследуемых пойм хорошо вписываются в общий контекст колебаний температуры и увлажнения в регионе на протяжении позднеледниковья и голоцена, соотносятся с динамикой ландшафтных компонентов. Ряд фаз высокой водности коррелируют с этапами деградации ледников в горах Восточного Саяна на протяжении последних 10 тысяч лет. Любопытным является факт совпадения одного из этапов высокой водности и активных паводков (7,0—5,6 тысяч лет назад) с периодом упадка ранненеолитической китойской культуры, существовавшей в регионе с 9 до 7 тысяч лет назад», — отметил старший научный сотрудник лаборатории геохимии ландшафтов и географии почв ИГ СО РАН кандидат географических наук Виктор Александрович Голубцов.

По словам ученых, результаты исследования позволяют рассматривать поймы реки Белой и других левобережных притоков реки Ангары в качестве значимых палеогеографических архивов.

Пресс-служба ИГ СО РАН

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS