ПОЧВА – КОСМОС!
Как наука о земле прокладывает нам дорогу в небо
Планета гибнет. Больше половины плодородных земель деградировало, а от опустынивания и засухи страдают миллиарды людей. Как нам не умереть голодной смертью, когда людей становится больше, а еды – меньше? Если коротко – ответ под ногами. Но это слишком коротко, так что давайте углубимся. Буквально уйдем под землю с головой.
А уйдем мы в самые настоящие катакомбы МГУ – нет, не в те мрачные подвалы из городских легенд, где золотой памятник товарищу Сталину, точно Атлант, держит на своих плечах фундамент главного здания Московского университета. Нас ждут катакомбы почвенного стационара. Сталина здесь нет – только люди. Но люди эти решают проблемы глобального голода и космического холода.
А уйдем мы в самые настоящие катакомбы МГУ – нет, не в те мрачные подвалы из городских легенд, где золотой памятник товарищу Сталину, точно Атлант, держит на своих плечах фундамент главного здания Московского университета. Нас ждут катакомбы почвенного стационара. Сталина здесь нет – только люди. Но люди эти решают проблемы глобального голода и космического холода.
У входа в стационар нас встречает нечто странное. «Обложенный плиткой ящик, в ящике почва, над ящиком деревья, под ящиком – тоннель», – объясняет Филипп Иванович Земсков, кандидат биологических наук и младший научный сотрудник.
Это лизиметр – единственный прибор, измеряющий потоки гравитационной влаги в почве. У факультета почвоведения их несколько, и каждый приоткрывает завесу фундаментальных (а в нашем случае грунтовых) тайн более, чем полвека. «Таких больше нигде нет», – скажет нам с гордостью один из деятелей науки в своей лаборатории, но до лабораторий мы еще дойдем. А пока – вперед под землю!
Это лизиметр – единственный прибор, измеряющий потоки гравитационной влаги в почве. У факультета почвоведения их несколько, и каждый приоткрывает завесу фундаментальных (а в нашем случае грунтовых) тайн более, чем полвека. «Таких больше нигде нет», – скажет нам с гордостью один из деятелей науки в своей лаборатории, но до лабораторий мы еще дойдем. А пока – вперед под землю!
А под землей день и ночь кипит работа: в коридорах раздается звук падающих капель – это те самые лизиметры одаривают ученых материалом для их работ. Вода из почвы собирается в емкости, при этом фиксируется все: скорость движения воды, ее объем в сосудах; где жидкость собирается быстрее, где – медленнее. Непосвященному глазу здесь смотреть нечего, но для исследователя эти тоннели со склянками – бездна данных, нерасшифрованные ответы на вопросы – вопросы, от которых зависит будущее плодородия почв, возможный способ превращения деградации в эволюцию.
Стационар внутри – столкновение эпох. Массивные стены – отражение советской грандиозности, величия и прочности – держат на себе новенькие камеры; на полках рядом с проверенными временем колбами стоит современное оборудование – последнее слово техники, обретшее материальную оболочку. Сквозь эту галерею синергии поколений лежит наш путь в подземелье.
Лизиметры в подземелье
Но здесь ученые только получают информацию – связь с космосом начинается в лабораториях. А значит, нам пора наверх.
Лабораторий в стационаре 10. Только кажется, что их мало: на деле не хватит и дня, чтобы изучить хотя бы две из них. И в каждой решается своя задача, которая далеко не всегда связана только с почвой: если в одной изучают данные лизиметров, то в другой – влияние низкой околоземной атмосферы на микроорганизмы. В такой «другой» нам выпала честь понаблюдать за работой Андрея Антоновича Белова, кандидата биологических наук.
Лабораторий в стационаре 10. Только кажется, что их мало: на деле не хватит и дня, чтобы изучить хотя бы две из них. И в каждой решается своя задача, которая далеко не всегда связана только с почвой: если в одной изучают данные лизиметров, то в другой – влияние низкой околоземной атмосферы на микроорганизмы. В такой «другой» нам выпала честь понаблюдать за работой Андрея Антоновича Белова, кандидата биологических наук.
Он занимается рядом исследований, посвященных выживанию микроорганизмов в экстремальных условиях среды, а сейчас изучает влияние космических условий на колонии бактерий. Их доставили прямиком с МКС: только недавно микробы прибыли с орбиты, где подвергались влиянию «космического холода», радиации и прочим прелестям внеземной среды. И вот теперь они в человеческой руке ждут, когда их расфасуют в нужную посуду и начнут любоваться ими. Ждут недолго: уверенными движениями специалист разбирает бактерии по пробиркам, ловко оперируя лабораторным инструментарием. Работа сделана, остается ждать результаты. До тех пор у исследователя есть время на другие, не менее важные дела. Андрей Антонович, молодой специалист и уже соавтор двух учебных пособий, передает свои знания и опыт будущим специалистам – студентам-третьекурсникам. У будущих ученых с минуты на минуту начнется практикум, на котором нам также посчастливилось присутствовать.
Идти далеко не приходится – в здании стационара лаборатории соседствуют с учебными аудиториями, между ними только коридор. Удобно: изучил теорию, закрепил практикой.
В пути по коридору нас сопровождает чье-то далекое пение. Помните о деятеле науки, который с гордостью говорил о единственных в своем роде лизиметрах? Это Лев Георгиевич Богатырев, доцент и вместе с тем обладатель бархатного тенора. Именно его голос прокатывается старинным русским романсом, провожая нас ко входным дверям.
Еще дальше и тише слышится другая музыка. Это Филипп Иванович пошел снимать показания с лизиметров и согласился взять с собой свой двенадцатиструнный инструмент.
Удивительно, но только сейчас я заметил: здание пронизано музыкой. Из каждой его комнаты раздается песня или инструментал, живая музыка или запись. И все это сливается в особенную симфонию.
Новыми красками заиграли все эти колбы и пробирки в шкафах за стеклом, как-то иначе теперь висят халаты на вешалках у лабораторий. Всё теперь какое-то живое, пропитанное своей приземленно-внеземной историей. И ты сам невольно чувствуешь себя частью этой истории, останавливаешься у каждой двери, прислушиваешься, стараясь уловить мотив и совсем позабыв, что практикум у студентов вот-вот начнется.
В пути по коридору нас сопровождает чье-то далекое пение. Помните о деятеле науки, который с гордостью говорил о единственных в своем роде лизиметрах? Это Лев Георгиевич Богатырев, доцент и вместе с тем обладатель бархатного тенора. Именно его голос прокатывается старинным русским романсом, провожая нас ко входным дверям.
Еще дальше и тише слышится другая музыка. Это Филипп Иванович пошел снимать показания с лизиметров и согласился взять с собой свой двенадцатиструнный инструмент.
Удивительно, но только сейчас я заметил: здание пронизано музыкой. Из каждой его комнаты раздается песня или инструментал, живая музыка или запись. И все это сливается в особенную симфонию.
Новыми красками заиграли все эти колбы и пробирки в шкафах за стеклом, как-то иначе теперь висят халаты на вешалках у лабораторий. Всё теперь какое-то живое, пропитанное своей приземленно-внеземной историей. И ты сам невольно чувствуешь себя частью этой истории, останавливаешься у каждой двери, прислушиваешься, стараясь уловить мотив и совсем позабыв, что практикум у студентов вот-вот начнется.
Сегодня у студентов важное занятие: они изучают высокоточный метод молекулярно-генетической диагностики, который всем нам известен с недавних пор как ПЦР – полимеразная цепная реакция. Под руководством опытного наставника юноши и девушки разбирают необходимое оборудование, внимательно выслушав его указания. Андрей Антонович удивительным образом совмещает в своем выступлении терминологию и юмор, так что в глазах без пяти минут учёных горит огонь знания своего дела, а губы то и дело расплываются в улыбке.
Лаборатория теперь не просто комната со склянками – это своего рода многоклеточный организм, где каждая клетка занята своей работой: одна подписывает эппендорфы (это такие пластмассовые пробирки с крышкой), другая передает материалы исследования, третья заполняет этим материалом пробирки.
Лаборатория теперь не просто комната со склянками – это своего рода многоклеточный организм, где каждая клетка занята своей работой: одна подписывает эппендорфы (это такие пластмассовые пробирки с крышкой), другая передает материалы исследования, третья заполняет этим материалом пробирки.
«Во время проведения реакции студенты используют препараты ДНК тех бактериальных культур, которые они выделили из почв в самом начале семестра, – шепчется с нами Андрей Антонович, пока студенты трудятся, – задача практикума – идентифицировать лабораторные культуры из собранных бактерий».
Под аккомпанемент гудящей аппаратуры и звенящей посуды исследователь объясняет нам суть манипуляций студентов: «Получив препарат ДНК для своих культур, они смешали мастер-микс – раствор, содержащий ферменты и компоненты реакции; разлили все по индивидуальным пробиркам и добавили в каждую по одному препарату ДНК. Вся эта смесь отправляется в амплификатор – такой ксерокс, где происходит многократное копирование гена. Далее этот продукт ПЦР будет передан на секвенатор, с помощью которого студенты и произведут идентификацию культуры».
Под аккомпанемент гудящей аппаратуры и звенящей посуды исследователь объясняет нам суть манипуляций студентов: «Получив препарат ДНК для своих культур, они смешали мастер-микс – раствор, содержащий ферменты и компоненты реакции; разлили все по индивидуальным пробиркам и добавили в каждую по одному препарату ДНК. Вся эта смесь отправляется в амплификатор – такой ксерокс, где происходит многократное копирование гена. Далее этот продукт ПЦР будет передан на секвенатор, с помощью которого студенты и произведут идентификацию культуры».
Этот метод – почти что хлеб с маслом почвоведа. Но одного лишь «хлеба» ученым бывает недостаточно: ПЦР-анализ порой не дает точного ответа на вопрос «Что же за организм у тебя в руках?», поэтому приходится прибегать к совокупности диагностических критериев. Это называется «полифазная систематика прокариот», о чем подробнее можно узнать в книге «Методы идентификации почвенных микроорганизмов», которую Андрей Антонович написал вместе с коллегами несколько лет назад.
Так, в потоке объяснений и безостановочной работы, занятие незаметно подходит к концу. Студенты, отчитавшись о совершенном эксперименте, идут готовиться вершить историю, а научный сотрудник возвращается в лабораторию, где история уже идет своим чередом: впереди еще ряд исследований и экспериментов, которые, быть может, проложат нам дорогу в будущее – от земли в небо.
Так, в потоке объяснений и безостановочной работы, занятие незаметно подходит к концу. Студенты, отчитавшись о совершенном эксперименте, идут готовиться вершить историю, а научный сотрудник возвращается в лабораторию, где история уже идет своим чередом: впереди еще ряд исследований и экспериментов, которые, быть может, проложат нам дорогу в будущее – от земли в небо.
Автор: Николай Ларин
Оператор: Георгий Ловать
Фотограф: Юлия Лицова
Оператор: Георгий Ловать
Фотограф: Юлия Лицова
