понедельник, 22 февраля 2021 г.

Редкие земли Александра ПАНИЧЕВА

 

А.М. ПАНИЧЕВ на природном солонце в верховьях р. Бикин. Животные поедают цеолитизированные и оглиненные туфы риолитов. Сентябрь, 2020 

15 февраля Александру Михайловичу ПАНИЧЕВУ, доктору биологических наук, кандидату геолого-минералогических наук, ведущему научному сотруднику лаборатории экологии и охраны животных Тихоокеанского института географии ДВО РАН исполнилось 70 лет.

А.М. Паничевым впервые наиболее полно изучена проблема инстинктивной литофагии у животных; открыт ранее неизвестный механизм регуляции организмов с помощью природных минералов; выявлены ранее неизвестные взаимосвязи некоторых физиологических групп животных с геологическим веществом-пространством. Александр Михайлович является автором и соавтором 12 монографий и более 180 научных статей. На протяжении последних лет им развиваются исследования в области организации и регуляции биосистем, медицинской минералогии, получено четыре патента на различные разработки, в том числе на лечебно-профилактическое средство.

Юбиляр любезно согласился встретиться и ответить на несколько наших вопросов.

– Александр Михайлович, как так сложилось, что на протяжении длительного времени вас занимает проблема литофагии?

– У каждого человека, неслучайно пришедшего в науку, появляются научные задачи для решения «вдолгую». Через год после окончания геологического факультета Дальневосточного политехнического института им. В.В. Куйбышева я уже знал, какой задачей буду заниматься до тех пор, пока её не решу. И это не была классическая геологическая задача.

Будучи в тайге, ещё во время студенческой практики, я обратил внимание на природные солонцы – места, где дикие животные поедали глинистые породы. Отобрал первые свои пробы для анализа. Когда анализ показал, что в поедаемых глинах нет растворимых солей, захотелось разобраться с необычным поведением животных. Знакомые геологи говорили: «Что тут разбираться! Животным нужны минеральные соли, вот и едят глину». У меня же, напротив, возникло интуитивное ощущение, что передо мной – масштабная, очень непростая и очень интересная научная задача. Тогда я ещё не понимал, что намерение найти её решение – судьбоносный выбор.

Изюбрь на природном солонце в верховьях р. Лосевка. Сентябрь, 2020

– Получается, что судьба выбрала для вас задачу, у которой нет простого решения?

– Сейчас, с высоты прожитых лет, могу сказать, что учёного, как, впрочем, любого человека ведут по жизни. Если он идёт верным путём, то ему многое даётся и удаётся. Если он изначально выбрал не тот путь или сбился с верного пути – удачи не жди.

– А разве главное не в том умный человек или нет? У умного рождаются интересные идеи, он находит решения сложных задач, открывает новую реальность...

– Всё это, конечно же, есть, но в меньшей степени, чем принято считать. Что может быть открыто, а что – нет, определяется, похоже, не только самими людьми. На каждом историческом временном отрезке имеется определённое «окно» или «коридор» возможностей того, что может быть открыто, познано человечеством. Если исследователь попытается выйти за пределы разрешённого свыше – он будет сначала мягко «поправлен». Если не поймёт предостережения – поправлять начнут жёстко.

– Вас тоже поправляли свыше?

– Как и любого другого человека. К сожалению, не все это чувствуют.

– Надо полагать, что и вы не всегда шли к цели верным путём?

– Я шёл длинным путём. После окончания института в 1974 году пять лет проработал в удэгейском госпромхозе простым охотником в верховьях реки Бикин. Зимой добывал пушнину и зверя, зарабатывая на хлеб, а в летнее время в одиночку ходил по тайге, разыскивал природные солонцы, о которых узнавал от охотников и геологов, наблюдал за животными, отбирал образцы поедаемых пород с солонцов. Когда собрал внушительную коллекцию, принес её в лабораторию геохимии Тихоокеанского института географии ДВНЦ АН СССР. Познакомился там с опытным геохимиком кандидатом, а впоследствии доктором географических наук Павлом Валерьяновичем Елпатьевским. Его впечатлила моя целеустремленность. Для обработки собранного материала он пригласил меня на полевой геохимический стационар Смычка, что неподалёку от Дальнегорска. Под его руководством я научился готовить пробы к анализам, даже выполнять некоторые определения ряда элементов классическими методами мокрой химии. Вскоре написал и опубликовал первую научную статью, затем вторую. В 1979 году в ТИГ пришёл новый директор, из геологов, Глеб Иванович Худяков. Я пришёл к нему на приём, рассказал о своих наработках, показал статьи. Он заинтересовался и принял на работу к себе в лабораторию геоморфологии. Это был 1980 год.

Следующие 10 лет, пока работал в ТИГе, пролетели как 10 дней и оказались для меня очень результативными. Я объехал весь Дальний Восток, Восточную и Западную Сибирь, Алтай и Кавказ, побывал на сотнях природных солонцов, собрал большой объём проб поедаемых пород. Были выполнены разнообразные химические и минералогические исследования собранного материала. Уже к 1990 году по материалам исследований опубликовал две солидные книги о литофагии, в том числе одну в московском издательстве «Наука». В Москве, когда готовил книги к изданию, познакомился с известными учёными доктором географических наук А.А. Насимовичем, доктором биологических наук В.В. Ковальским, доктором геолого-минералогических наук А.И. Перельманом. Особенно большую роль в моем научном становлении сыграли Г.И. Худяков, крупный специалист геоморфолог, а также В.И. Бгатов, широко известный геолог из Новосибирска, специалист по корам выветривания. Оба члены-корреспонденты АН СССР и РАН. Глеб Иванович в ряде совместных экспедиций помог мне разобраться со структурными закономерностями появления природных солонцов. Василий Иванович был кладезем научных идей, вместе мы работали в Сихотэ-Алине, Горном Алтае и Западной Сибири. Также, как и я, он был убежден, что литофагия очень непростое явление, в нём скрыта какая-то необычайно важная тайна. Мы с ним постоянно вели научные споры, будь то у костра в поле или за столом в его домашнем кабинете.

Поначалу у меня на основе множества аналитических данных создавалось впечатление, что немаловажную роль, если не главную, в потребляемых горных породах играет присутствие соединений натрия. Василий Иванович это отвергал изначально, считая, что натрий лишь сопутствующий, но не основной элемент. А найти главный элемент никак не получалось.

В начале 1990-ых годов наши поиски истинного смысла в феномене литофагии лишились необходимой денежной подпитки. Советская научная система, как и политическая, в одночасье рухнули. Предчувствуя сложности перестроечной жизни, я уехал с семьёй жить и работать в Горный Алтай, где, впрочем, продолжал собирать материал по литофагии.

Копытные выгрызли пещеру в туфах риолитов. Верховья р. Милоградовка. Июль, 2020

– Как я понимаю, загадку литофагии всё же решить удалось. Каким же образом вас вернули на путь истины?

– В Горном Алтае мы пробыли четыре года и вернулись во Владивосток. Так я снова оказался в ТИГе. К сожалению, заниматься проблемой литофагии на прежнем уровне уже не получалось. Финансовые возможности российской науки резко сократились. Чтобы выжить, приходилось заниматься самыми разными научными и научно-организационными задачами. От учётов диких животных, включая тигров, до разработок медицинских препаратов на основе природных минералов.

Качественный скачок в изучении проблемы литофагии произошёл в начале 2000-ых годов после появления в аналитических лабораториях мира спектрометров с индуктивно связанной плазмой. Новый метод ICP-спектроскопии позволял измерять мизерные концентрации более чем 60 химических элементов с очень высокой точностью.

В начале 2000-ых годов мне на глаза попалась работа индийских учёных, которые с помощью ICP-спектроскопии выявили связь тяжёлого эндемического сердечного заболевания у людей с избытком редкоземельных элементов (РЗЭ) в растительной пище, выращиваемой на почвах, обогащённых монацитом. Это сообщение меня сильно взволновало. Я стал собирать информацию о биологических свойствах РЗЭ. Как только в ДВО РАН появился ICP-спектрометр, я снова занялся сборами поедаемых глинистых пород и их исследованием с использованием нового метода. Одновременно просматривал данные зарубежных исследователей литофагии, которые начали пользоваться новым методом химического анализа.

Уже к 2015 году я собрал всю необходимую информацию, чтобы обосновать гипотезу о главенствующей роли редкоземельных элементов в феномене литофагии. Первые мои публикации на эту тему специалистами были встречены без энтузиазма. Этого, мол, быть не может, потому что не может быть никогда. Мол, давно известно, что все РЗЭ нейтральны по отношению к живому. Плотину застарелых представлений о биологических свойствах РЗЭ сломали китайские учёные, которые начали мониторить влияние РЗЭ на здоровье рабочих специализированных горнорудных предприятий. Кроме того, в Китае начали активно внедрять РЗЭ в практику выращивания растений и животных. Уже в середине 2000-ых годов новые китайские биодобавки на основе РЗЭ получили признание в Европе. В итоге стали быстро нарабатываться новые знания о биологических свойствах РЗЭ.

Накопленный мною багаж знаний в отношении литофагии позволил мне быстро осознать, что РЗЭ – это не просто новый набор микроэлементов, важных для обеспечения нормального функционирования организмов. Это самые главные элементы жизни, они входят в состав нервно-гуморальных регуляторных систем всех организмов, именно от них зависит правильность или неправильность обмена веществ (включая минеральный обмен) во всём организме. Главная проблема их участия в структурах организма состоит в том, что из 17 редкоземельных элементов только четыре или пять являются нужными организму, способными выполнять возложенные на них физиологические функции. Большая часть остальных, с очень близкими физико-химическими свойствами, способные легко замещать друг друга, не могут выполнять такие функции, то есть по сути являются токсичными для животных (для млекопитающих, птиц и рептилий во всяком случае). А поскольку поступление таких элементов в организм происходит только в био-минеральной форме из растений, а также из специфических микроорганизмов симбионтной микрофлоры, в некоторых регионах мира у растительноядных животных (включая человека) возникают проблемы с их получением в необходимом качестве и объёме. Именно это и является главной причиной литофагии, смысл которой в регулировании состава и соотношения РЗЭ в организме. После того, как всё это стало мне понятным, оставалось лишь найти средства, чтобы доказательно это обосновать.

Как я понял, необходимые средства найти всё же удалось?

– Да, в 2020 году так сошлись звёзды, что я выиграл грант РНФ в номинации междисциплинарные проекты совместно с группой из Томского политехнического университета, под руководством доктора биологических наук, профессора Натальи Владимировны Барановской. Проект называется: «Влияние литолого-геохимической специфики горных ландшафтов Сибири и Дальнего Востока на формирование элементного состава организма млекопитающих». В прошлом году мы успешно отработали в трёх районах Сихотэ-Алиня, где распространена литофагия среди копытных. Собрали большой объём проб воды, горных пород, растительности, почвы. Удалось добыть несколько животных, от которых взяты биохимические пробы тканей и органов. 

Команда ученых в районе палеовулкана Солонцовый. Слева направо: д.б.н. Н.В. БАРАНОВСКАЯ, м.н.с. Н.Ю. ПОПОВ, к.г.-м.н. Б.Р. СОКТОЕВ, к.б.н. И.В. СЕРЁДКИН. Июль 2020 

Как только появились первые результаты анализов, стало очевидно, что районы, в которых массово наблюдается литофагия, аномальны по содержанию РЗЭ во всех ландшафтных компонентах. Источником их являются вторичные легкорастворимые минералы РЗЭ (фторкабонаты и гидрофосфаты) в составе относительно молодых (раннекайнозойских) вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород риолитового состава, отлагавшихся в кальдерах палеовулканов и в вулканотектонических впадинах.

Растительноядные животные, обитающие в таких местах, получают с растительным кормом большой объём биодоступных РЗЭ, в том числе тяжёлой подгруппы, являющихся токсичными для организма. У животных начинает развиваться токсикоз, который до определённых уровней концентрации токсичных РЗЭ, проявляется в виде стресс-реакции. Животные в таких условиях вынуждены периодически отыскивать и поедать минеральные сорбенты, которые активно выводят излишки РЗЭ из организма, при этом стараются искать сорбенты, которые содержат ионообменные формы натрия и лития, которые помогают быстрее снять РЗЭ-токсикоз в головном мозге.

– Стало быть, глины, которые поедают животные помогают им избавиться от избытка РЗЭ тяжёлой подгруппы?

– Не столько каркасные сорбенты (глины и цеолиты) сколько кремнеоксидные гели, содержащиеся в поедаемых породах. Такие гели активно захватывают РЗЭ в щелочной среде кишечника и выводят их за пределы организма.

Когда я понял, что главным действующим фактором регуляции РЗЭ в организме являются кремнеоксидные гели, мне удалось, наконец, объединить все формы литофагии. Объединить растительноядных птиц, к примеру, кур или гусей, ежедневно и повсеместно выискивающих на земле песчаные зёрна кремниевых минералов и растительноядных млекопитающих, которые поедают глинистые породы только в некоторых местообитаниях, причём лишь несколько раз в год. И даже объединить их с людьми, которые в некоторых регионах мира тоже иногда поедают глинистые породы. Во всех таких случаях потребление минеральных веществ обусловлено интуитивным стремлением отрегулировать в организме состав и количество РЗЭ.

– Александр Михайлович, расскажите о ближайших планах в связи с возможностями, открывшимися благодаря полученному гранту.

– Согласно начатому проекту РНФ, в ближайшие годы мы предполагаем выполнить большой объём работ в разных регионах Дальнего Востока. В 2021 году – это территории Горного Алтая, где в массовом виде распространена литофагия в горно-лесных и горно-луговых ландшафтах на древних метаморфических породах. Думаю, что эти работы помогут нам раскрыть причины литофагии, которая особенно характерна во многих регионах приэкваториальной зоны Земли.

Травяные заросли среди руин палеовулкана Солонцовый

В 2022-2023 годах мы должны отработать в Забайкалье и Прибайкалье, в местах издавна известных как неблагополучные по части эндемических заболеваний (микроэлементозов) среди людей и животных, в том числе в долине р. Уров. Я убеждён, что именно проблемы обмена РЗЭ в организме причастны ко всем эндемическим микроэлементозам. Думаю, что не только к эндемическим. Большинство системных заболеваний человека, как и проблема старения организма, так или иначе связаны с нарушением обмена РЗЭ в организме. Убеждён, что лет через 15-20 благодаря внедрению новых технологий лечения с участием РЗЭ медицина перейдет на качественно иной уровень.

Беседу провёл Александр КУЛИКОВ 

Фото из личного архива Александра ПАНИЧЕВА

2 комментария: