Остров практик
На биологических станциях студенты не только учатся собирать животных и растений и отличать одни виды от других – здесь также стараются изучать жизнь и её формы в их природной целостности, что особенно важно в наш молекулярный век.
Джеймс Кирчнер, университет Беркли
Представьте, что вы полдня сидите в холодной морской воде, а другую половину дня вас то поджаривает на солнце, то поливает дождем, то норовит кто-нибудь съесть. И сбежать отсюда вы не можете, потому что вы – моллюск и намертво прикреплены к камню. А камень лежит на морской литорали – участке берега, который уходит под воду во время прилива и осушается во время отлива.
Разнообразие жизненных форм, которые умудряются приспособиться к таким условиям, поражает воображение. Моллюски, кольчатые черви, мшанки, губки, ракообразные, масса одноклеточных организмов, водорослей и цветковых растений – здесь можно найти представителей едва ли не всех типов живых организмов. Ориентироваться в их разнообразии учатся студенты биологического факультета СПбГУ, которые проходят полевую практику на острове Средний в Кандалакшском заливе Белого моря. Возможно, кому-то кажется, что ловля водорослей, сбор губок и червей, накалывание бабочек на булавки, чтение следов зверей и пр., и пр. – это даже не прошлый, а позапрошлый век биологии, ведь современная наука давно перешла на клеточный и молекулярный уровень. Но на самом деле в биологическом макромире задач и загадок ничуть не меньше, чем в микромире, среди клеток и молекул.
Необходимость в полевых биологических станциях, где можно было бы не только вести исследовательскую работу, но и заниматься образованием, академическое сообщество осознало во второй половине XIX века. Одним из первых пропагандистов полевых станций был русский естествоиспытатель и этнограф Николай Николаевич Миклухо-Маклай, а его друг и коллега, немецкий эволюционист и естествоиспытатель Антон Дорн, стал основателем первой научной биологической станции в Неаполе. Здесь, на берегу Средиземного моря, побывало немало выдающихся отечественных биологов, а саму станцию, на которую для занятий морской биологией съезжались исследователи со всего мира, можно назвать прообразом современных центров коллективного пользования.
На берегах Белого моря наука появилась во второй половине XIX века, и пришла она сюда, как ни удивительно, по инициативе монахов Соловецкого монастыря, которые хотели сохранить ценные породы промысловых рыб, зверей и птиц – ведь от них напрямую зависела жизнь и монастыря, и тех людей, что веками жили в его окрестностях. Для биологов такое сотрудничество стало прекрасной возможностью изучить местную флору и фауну.
Здание Биологической станции при Соловецком монастыре. Фото C.M. Прокудин-Горский, 1910 г.
«Конечно, про каждое место можно сказать, что оно уникальное. Белое море не то что бы роскошное, как какое-нибудь южное, но, тем не менее, настоящее, – говорит профессор Гранович. – Природа здесь практически не нарушена. Неподалеку от берега есть глубины более ста метров, что позволяет изучать даже глубоководную фауну, не говоря уже о различных типах литорали, лесов и так далее. Все вместе делает остров и его окрестности прекрасным местом для образования будущих биологов, которые могут своими глазами увидеть тут самые разные биотопы».
Вместе с преподавателями и студентами мы выходим в море. Удивительно, как за месяц бледные городские студенты-«ботаники» превратились в настоящих естествоиспытателей, освоили разные методы сбора материала, научились работать в команде над совместными проектами. Но если смысл в полевой зоологии и ботанике довольно ясен, то почему, к примеру, здесь проходит практика по генетике? Тем более еще до того, как студенты начнут ее изучать в рамках образовательной программы.
«Идея практики в том, чтобы, не вдаваясь особо в молекулярные механизмы, показать, насколько разными бывают представители одного и того же вида. Здесь учатся планировать наблюдения, проводить и обрабатывать их результаты так, чтобы они чётко отвечали на поставленный вопрос. Ища изменчивость в природе, мы работаем с уже готовым материалом. Тут не экспериментатор в лаборатории задаёт условия, а сама среда: где-то более влажно и тепло, где-то почва кислее, или солёность воды выше, и в итоге выросло всё, что могло вырасти в этом месте, а мы на это смотрим и делаем выводы, – рассказывает м.н.с. кафедры генетики СПбГУ Виктория Гинанова, которая провела здесь со студентами неделю. – На Белом море природное разнообразие гораздо выше, чем в средней полосе. А остров – это наглядная географическая обособленность. Вдвойне интересно сравнивать вроде бы одни и те же объекты и видеть, что на разных островах они реально разные. Плюс можно работать с морскими объектами, они красивые и необычные, с безумными циклами размножения и своей уникальной биологией. Ведь хочется показать студентам, что вообще бывает в природе, как по-разному реализуется одна и та же задача».
«Выросло всё, что могло вырасти в этом месте, а мы на это смотрим и делаем выводы».
Второй год подряд остров Средний принимает московских гостей – студентов-физиков из МФТИ, которые проходят здесь практику по биологии, включающую восемь различных дисциплин. Возникает естественный вопрос: зачем так далеко забрались физики, да еще и притащили с собой кучу дорогого оборудования? За ответом я иду в лагерь физиков. «В МФТИ биология представлена специфически и интегрирована в физику. Я считаю, что физики должны знать биологическую матчасть, по крайней мере, те, кто работает с биологами и биологическими объектами – специалисты по физике белка, биоинформатике. Они довольно смутно представляют себе биологические объекты, у них нет устойчивого навыка думать о биологическом объекте как о продукте эволюции. Кроме того, у физиков, работающих в биологии, как правило, нет представления о систематике и биоразнообразии, – рассказывает руководитель практики к.б.н. Мария Летарова, выпускница биологического факультета СПбГУ. – Остров Средний очень удачно расположен: почти в любую погоду можно выйти в море, полно литоралей, где можно показать студентам самые разные типы биоценозов.
С тех пор, как остров Средний перешел в ведение университета, прошло много лет, и не раз станция была под угрозой закрытия. Но жизнь здесь, как и наука, продолжается. Чтобы остров Средний достойно представлял российское высшее образование в области естественных наук, нужно не так уж и много – особенно, если сравнивать с тем, сколько средств уходит сейчас на привлечение зарубежных специалистов, оборудование и модернизацию университетов. Главное уже есть – потрясающие люди, которые готовы вкладывать свои силы и многолетний опыт в научную и образовательную работу. А ещё они прекрасно понимают, куда движется наука и почему именно сейчас важно вернуться из лабораторий в природу. Биология в последние десятилетия качнулась в сторону редукционизма, пытаясь найти ответы на все вопросы в ДНК или белках. Но на самом деле, научившись разбирать любой живой организм практически на атомы, мы снова обращаемся к целостному подходу.
«Мы начали читать ДНК, выделять отдельные белки и так далее. Одно время был даже такой девиз: «нет гена – нет проблемы». Потом перешли к чтению целых геномов, протеомов, сейчас на повестке дня метаболомы, начали собирать из отдельных частей системы. Мы оперируем таким объемом информации, что нам опять стал интересен целый организм, – объясняет профессор Гранович. – Классические направления, такие как зоология и ботаника, всегда отличались целостностью. Сейчас в западных университетах исчезают факультеты зоологии и ботаники, вместо них появляются кафедры интегративной биологии. Одна из первых таких кафедр появилась в Беркли, и потом это пошло по всему миру. Я лишь недавно сам понял, что у нас на кафедре мы и занимаемся как раз интегративной биологией. Это просто логика развития науки, никуда от этого не уйдешь. Вот и МФТИ, – профессор показывает в сторону лагеря физиков, – ярчайший пример того, что идет возврат к целостности. Докопавшись до молекул, мы хотим понять, как все то, что мы там нашли, применимо к целым системам».
В интегративной биологии объекты рассматривается как целостные системы, которые, в свою очередь, есть часть другой, более крупной структуры (подобно тому, как, например, целостная система под названием «организм» входит в другую – «биоценоз»). Кроме того, интегративность позволяет биологической науке наладить контакт с другими естественными и гуманитарными дисциплинами; в итоге все вместе они формируют мировоззрение людей, наглядно показывая, насколько всё в нашем мире взаимосвязано. Вот так, стоя по колено в воде на литорали Белого моря, начинаешь понимать, какое отношение пескожилы и балянусы имеют к принципам устойчивого развития.
До свидания, Белое море!
Моя командировка на остров Средний закончилась. Я сажусь на корабль до станции Чупа и с завистью смотрю на студентов, которые на другом судне отправляются в так называемую «кругосветку» – поход вокруг всего Керетского архипелага с остановками для сбора материала. Завидую я им не только оттого, что очень не хочется уезжать, но и потому, что у них впереди невообразимое число открытий, которые им предстоит сделать в науке.
5 октября 2016
Статьи по теме:
