Диагноз для шельфа

 Молодёжь в науке

Победитель конкурса на стипендию Президента РФ

Как изучение газовых факелов меняет климатические прогнозы и помогает судоходству

Палубные работы в научной экспедиции на научно-исследовательском судне «Академик М. Келдыш», 90-й рейс

     Метановые газовые факелы в арктических морях – важный индикатор изменений состояния подводной мерзлоты и их потенциального вклада в климатические процессы. Исследования этих явлений требуют сочетания экспедиционной работы, кропотливой обработки данных и междисциплинарного подхода. Анна Витальевна Доманюк, аспирант Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичёва ДВО РАН, победитель конкурсного отбора на стипендию Президента России, успешно решает эти задачи. В нашей беседе она рассказала о своей работе, команде и значении мониторинга газовых факелов для науки и практики.

Анна ДОМАНЮК в научной экспедиции на НИС «Академик Борис Петров»

– Чем лично для вас значима победа в конкурсе?

– Когда мне сообщили о результатах конкурса, я не сразу поверила, но руководитель сказал, что не сомневался в моей победе. Для меня это показатель того, что наше исследование идёт в правильном направлении и является значимым.

– Расскажите коротко о себе: где вы родились, учились, и что привело вас в океанологию – это была мечта детства или осознанный выбор уже в вузе?

– Я родилась и училась в селе Спасском Спасского района, первое высшее образование получила в таможенной академии. Если бы десять лет назад мне сказали, что я буду участвовать в экспедиции в Арктику, изучать пузырьки метана в водной толще и учиться в магистратуре и аспирантуре, я бы ни за что не поверила!

Всегда интересовалась разными сферами – от творческих до технических, в том числе преподавала робототехнику детям. Океанологом не мечтала стать никогда, но невероятные стечения обстоятельств привели меня в ТОИ ДВО РАН, в лабораторию акустической океанографии. В первый же год работы я побывала в научной экспедиции в моря российской Арктики – она меня впечатлила и сразу погрузила в работу. Тогда я и поняла, что это именно то, чем хочу заниматься.

В научной экспедиции на НИС «Академик Борис Петров», рейс 59. На рабочем посту отряда гидроакустики 

– Расскажите о вашей лаборатории акустической океанографии: какой у вас коллектив, чем он уникален?

– Лаборатория – слаженный коллектив, где каждый играет важную роль. Многоопытный ветеран кандидат физико-математических наук Александр Сергеевич Саломатин начал наши исследования. Евгений Александрович Масленников – невероятно умелый инженер-электроник: все технические задачи он решает уверенно и быстро. И, конечно, научный руководитель лаборатории – кандидат технических наук Денис Вячеславович Черных. Он умеет объяснять сложные вещи так, что становится понятно с первого раза. Даёт свободу творческого поиска и при необходимости всегда подстрахует. Всем, что сейчас знаю и умею, – я обязана ему. Благодаря Денису Вячеславовичу я быстро освоилась и влюбилась в эту работу.

– Ваши исследования посвящены метановым газовым факелам в Восточной Арктике. Если убрать сложную терминологию, чем интересна и значима эта тема? С какими трудностями вы столкнулись, изучая эти «пузырьки»?

– Если совсем просто, то газовые факелы – это пузырьки метана, которые поступают из донных отложений в водную толщу. Интересны они по нескольким причинам. Во-первых, это климатическая история: метан – парниковый газ, если он в больших объёмах поступает в атмосферу, то может влиять на глобальные изменения климата.

Во-вторых, в арктическом регионе газовые факелы служат индикаторами районов, где подводная мерзлота утратила монолитность. Мои исследования помогают понять, как меняется подводная мерзлота Восточно-Сибирского шельфа: оценить скорость её деградации и найти новые районы дестабилизации.

В-третьих, это практическая задача для судоходства и добычи полезных ископаемых: важно знать, какие процессы происходят на морском дне и в водной толще.

Главные трудности связаны с условиями работы. Экспедиции в Восточную Арктику бывают раз в год – если позволяют ледовые условия и другие обстоятельства. Каждый рейс даёт огромный массив данных, которые нужно обрабатывать. Кроме того, до сих пор нет единой базы данных по факелам – над этим мы сейчас тоже работаем. Многолетний мониторинг позволит строить прогнозы о том, как меняется интенсивность выбросов, выявить закономерности, факторы, влияющие на их динамику.

Научная экспедиция на НИС «Академик Борис Петров», рейс 59

– Вы охватываете акватории четырёх морей – от Карского до Чукотского. С чего обычно начинается ваше исследование?

– На этапе подготовки мы обрабатываем и анализируем данные из прежних экспедиций, выделяем перспективные районы шельфа для поиска новых газовых факелов, проводим мониторинг уже известных. Нередко новые перспективные полигоны обнаруживаются случайно – при переходе из одного района научно-исследовательских работ в другой. Поэтому работа идёт сразу по обоим направлениям: обработка полученных данных и сбор новых.

– Анна, вы – аспирант третьего года обучения и уже победили в конкурсе на соискание стипендии Президента России. Что, на ваш взгляд, сыграло решающую роль?

– Думаю, сыграла роль комбинация факторов. Во-первых, сами данные уникальны: такими массивами по морям Восточной Арктики обладает всего несколько научных групп в России. Во-вторых, важна правильная постановка задачи: мы не просто регистрируем факелы, а количественно оцениваем потоки метана в воду и атмосферу, наблюдаем их динамику. И, конечно, без моего научного руководителя ничего бы не вышло: у него огромный опыт, и он с самого начала выстроил работу так, чтобы мы получали не просто наблюдения, а результаты, на которые можно опереться.

– На какие цели может быть потрачена стипендия Президента России?

– Потрачу на первый взнос по ипотеке. Жильё – необходимое условие для нормальной жизни и успешной работы.

– Может ли быть практическое применение результатов ваших исследований?

– Да, наши результаты используют при моделировании климата и для прогнозов деградации мерзлоты. Они могут быть полезны при экологическом обосновании шельфовых проектов – например, для газодобычи и судоходства.

– В вашей работе есть прогнозы на пять, десять и пятнадцать лет. А каковы ваши личные планы, каких достижений в науке вы хотели бы достичь за десять лет?

– Сначала – защитить диссертацию. Далее планирую заниматься мониторингом газовых факелов, завершить обработку наработанных данных, участвовать в новых экспедициях. Хочется, чтобы наша работа стала основой единой базы по арктическим факелам. Уверена, что она нужна всем, кто работает в регионе.

Анна ДОМАНЮК на конференции BACO 2025 (Busan Atmosphere Cryosphere Ocean Conference)

– Насколько сегодня привлекательны такие исследования для молодёжи? Вы бы советовали студентам идти в океанологию, несмотря на все трудности?

– Океанология – это комплекс наук, изучающих физические, химические, биологические и геологические процессы в Мировом океане. Так сложилось, что мы исследуем регион Восточной Арктики, но есть и другие направления. Эта работа сложная, она не всегда даёт быстрый результат, но позволяет понять, как устроен Океан, – а это стоит затраты усилий. Советовать студентам идти или не идти – не берусь. Скажу так: если человеку интересно разбираться в процессах, а не просто читать про них, и он готов учиться новому, принимать участие в полевых и экспериментальных исследованиях – стоит попробовать. Я попробовала и не жалею.

– Если бы вам сейчас предоставили слово на крупной международной климатической конференции, что бы вы сказали мировому сообществу? Что сегодня важнее – срочные мероприятия или тщательный мониторинг?

– Я бы сказала так: мы до сих пор точно не можем сказать, какое количество метана ежегодно поступает из Восточно-Сибирского шельфа в атмосферу региона. У нас есть локальные данные о газовых факелах в арктических морях: мы можем оценить количество метана, транспортируемое ими в воду и атмосферу, и определить их временную изменчивость. Но без многолетнего системного комплексного мониторинга эмиссии парниковых газов мы не сможем повышать точность климатических моделей. Поэтому сегодня крайне важно проводить регулярные мультизадачные океанографические экспедиции в Арктику.

На рабочем посту отряда гидроакустики в научной экспедиции на НИС «Академик Мстислав Келдыш», рейс 90

Работа с газовыми факелами в Арктике – это не только фундаментальная наука, но и важный вклад в решение прикладных задач: от моделирования климата до обоснования шельфовых проектов. Анна Доманюк подчёркивает, что без регулярного и системного мониторинга невозможно повысить точность прогнозов и понять, как меняются процессы в регионе. Её опыт показывает, что даже на ранних этапах научной карьеры можно делать значимый вклад – и одновременно вдохновлять других на участие в больших исследовательских проектах.

Фото из личного архива Анны ДОМАНЮК

Удержать робота в океане

Молодёжь в науке

Победитель конкурса на стипендию Президента РФ

Система позиционирования для подводных манипуляций

Роман Павлович ВАСИЛЕНКО

     Проблема позиционирования – один из главных барьеров на пути к полной автономности подводной робототехники. Если телеуправляемый аппарат можно удерживать «на привязи» с судна, то автономный робот должен самостоятельно решать, как не уйти в дрейф при контакте с объектом. Роман Павлович Василенко, аспирант третьего курса обучения, научный сотрудник Института проблем морских технологий им. академика М.Д. Агеева ДВО РАН и победитель конкурса на стипендию Президента России, разрабатывает систему, которая позволит роботам с высокой точностью «зависать» над объектом работ, несмотря на течения и воздействия со стороны манипулятора. Как устроен этот механизм, в чём сложность моделей движителей, и когда роботы смогут самостоятельно обслуживать подводные трубопроводы – в нашем материале.

Биография: от школы до аспирантуры

Наш герой родился и вырос во Владивостоке. В 2018 году окончил школу № 74, затем поступил в Дальневосточный федеральный университет на специальность «Мехатроника и робототехника». Бакалавриат завершил в 2022-м, затем магистратуру – по тому же направлению. После этого Роман продолжил обучение в аспирантуре, но уже в стенах Института проблем морских технологий им. академика М.Д. Агеева ДВО РАН, где сегодня занимает должность научного сотрудника.

– С детства меня увлекали технологии, – рассказывает Роман. – Хотелось не просто учить теорию, а своими руками создавать что-то новое. Подводная робототехника даёт такую возможность: здесь результат твоей работы осязаем и реализуется на практике.

Лаборатория подводных манипуляционных комплексов

В ИПМТ Роман работает под началом доктора технических наук Александра Юрьевича Коноплина. Сотрудники лаборатории занимаются разработкой систем, методов и технологий для подводных аппаратов с манипуляторами – в первую очередь автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА). Здесь разрабатывают методы обработки сенсорных данных, системы согласованного управления АНПА и судна сопровождения, а также управляющие алгоритмы для выполнения контактных операций – от отбора проб грунта до стыковки.

– Моё исследование нацелено на создание системы позиционирования, – поясняет Роман. – Она позволит автономному аппарату подойти к объекту работ необходимым образом, а затем удерживать его в нужной точке пространства, пока манипулятор выполняет операцию. Без такой системы большинство задач невыполнимы: аппарат попросту снесёт течением или отбросит в момент контакта.

Особую благодарность Роман выражает коллегам:

– Всегда можно обратиться за помощью – и тебе действительно помогут. Это касается и науки, и инженерии, и административных вопросов. Хочу поблагодарить кандидата технических наук Владимира Владимировича Костенко за помощь в исследовании работы движителей – он поделился теоретическим заделом и предоставил оборудование для натурных испытаний. И, конечно, научного руководителя – Александра Юрьевича Коноплина – за поддержку и конструктивную критику. Именно его предмет на бакалавриате помог мне окончательно выбрать путь в науку и подводную робототехнику.

Роман ВАСИЛЕНКО (справа) с коллегами на конференции

Автономный аппарат – против «робота на проводе»

– Сегодня подводные роботы с манипуляторами в большинстве случаев работают по кабелю. Оператор на судне управляет движениями по видеоизображению. Но у такого подхода масса недостатков: высокая стоимость эксплуатации судна-носителя, риск повреждения троса, нагрузка на человека, зависимость от погоды, невозможность работы подо льдом, – перечисляет Роман.

– Автономные аппараты лишены этих проблем. Но плата за автономность – жёсткие ограничения формы корпуса и компоновки движителей. Мы не можем произвольно расположить аппарат, особенно при течении. Моя система как раз для таких случаев: она рассчитывает оптимальное положение и управляет движителями для удержания в заданной точке. В сочетании с системами управления манипуляторами, которые разрабатывают коллеги, это позволит выполнять очистку объектов, обследование трубопроводов, работу с вентилями и клапанами, отбор проб. Главная трудность – учесть максимум факторов и при этом сохранить быстродействие и адаптивность к меняющимся условиям.

Во время работы с АНПА ММТ-3500

Секрет точности: от винта к электроприводу

– Винт и электропривод работают как единое целое, – объясняет Роман. – Для точного моделирования важно учитывать, как привод реагирует на внешнюю нагрузку, поэтому нужна модель не только винта, но и самого привода в полном диапазоне сигналов управления и внешних возмущений. Также натурные испытания помогли нам учесть реальную специфику систем управления, что сделало моделирование значительно точнее.

Почему победил в конкурсе на стипендию Президента РФ?

– Думаю, решающую роль сыграли практическая значимость и комплексность предлагаемого решения задачи, – считает Роман. – С каждым годом очевиднее, что будущее – за беспилотниками. А стабилизация в оптимальном положении – критически важная часть их работы. Без неё безаварийная автономная операция практически невозможна.

Натурным экспериментом уже подтверждена часть работы, связанная с разработкой динамической модели подводного движителя. В перспективе – испытание системы позиционирования в целом. Результаты исследования в первую очередь будут интересны и востребованы внутри нашего института. Среди потенциальных заказчиков таких подводных аппаратов – научные организации, нефтегазовые компании, МЧС, военные. Система будет полезна и при разведке месторождений, и при обслуживании уже работающей инфраструктуры.

Планы: учёт манипулятора и «воплощение в железе»

– В ближайшее время предстоит решить задачу подхода так, чтобы робот располагался относительно объекта наилучшим образом для выполнения конкретной операции. На предыдущих этапах работы учитывались ограничения, обусловленные формой корпуса и характеристиками движителей аппарата-носителя. Теперь же настало время учесть ограничения, накладываемые манипулятором. После этого объединю разработки в единую систему и начну подготовку комплексного натурного эксперимента, – делится планами Роман.

– Помимо защиты, главная цель для меня – реализовать разработки «в железе». Хочется увидеть, как это работает «вживую».

Роман ВАСИЛЕНКО на конференции «Экстремальная робототехника»

Совет молодым учёным

– Выбирайте тему, интересную с теоретической, либо полезную с практической точки зрения, даже если она очень сложная, – советует Роман. – Браться за простые, но невостребованные задачи в каком-то смысле даже опасно, так как к концу аспирантуры не удастся набрать опыта и новых знаний, которые обязательно пригодятся в будущем.

С коллегами на велосипедах

На пути к полной автономии

Человечество уверенно осваивает космос, но глубины океана для нас до сих пор остаются «терра инкогнита» в прямом смысле этого слова. И если раньше мы могли заглянуть туда лишь с помощью «привязных» систем, то работы Романа Василенко и его коллег из ИПМТ приближают время, когда автономные роботы станут полноценными хозяевами подводного мира. Создание интеллектуальной системы позиционирования, способной учитывать множество возмущающих факторов, – это вклад в технологический суверенитет страны и будущее мировой океанотехники. Мы уверены, что достижение способности «зависания» над исследуемым объектом, о котором говорит наш герой, – это не просто элемент диссертации, а проявление свойства современной науки – не терять устойчивости, несмотря ни на какие внешние воздействия.

Работа с АНПА ММТ-3500

Фото из личного архива Романа ВАСИЛЕНКО

Разведка перед боем

Молодёжь в науке

Как аспирант из Приморья изучает «чуму» риса

Светлана Владимировна БЕЗМУТКО

     Пирикуляриоз риса называют «чумой». За один сезон этот гриб способен уничтожить до 70% урожая. Приморские рисоводы знают о нём не понаслышке. Одна из тех, кто изучает врага – Светлана Владимировна Безмутко – научный сотрудник лаборатории фитопатологии Дальневосточного НИИ защиты растений (ДВНИИЗР, филиал ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки), аспирант и победитель конкурса на стипендию Президента РФ. Мы встретились с ней, чтобы поговорить о грибах, ДНК и том, зачем учёному знать популяционную структуру патогена.

«Меня сформировала тайга»

Уроженка Хабаровского края, Светлана получила высшее образование в Тихоокеанском государственном университете на факультете природопользования, окончила с отличием по специальности «эколог». Поворотным моментом стал переезд в село Камень-Рыболов и знакомство с ДВНИИЗР, где её увлекла прикладная фитопатология. Сегодня она совмещает руководство лабораторией с аспирантурой, находя баланс между административной и научной работой.

– Был ли у вас чёткий план при поступлении в аспирантуру, и что изменилось с опытом?

– План был – углубиться в фитопатологию. Он сохранился, но работа преподнесла сюрпризы: открылись новые направления и возможности для практики.

Чем живёт лаборатория

– Что сегодня в фокусе лаборатории фитопатологии Дальневосточного НИИ защиты растений? Какие культуры вы изучаете, какие методы используете?

– Мы изучаем грибковые заболевания ключевых культур региона. В фокусе исследований – рис и соя. В перспективе планируем включить кукурузу, чтобы глубже понять процессы в агроценозах.

В работе используем проверенные методы: визуальные учёты, микроскопию, фитопатологическую экспертизу. Мы ищем возможности для внедрения передовых технологий, при этом максимально эффективно применяем имеющиеся ресурсы и совершенствуем отработанные методики.

Получение чистой культуры Magnaporthe oryzae с соблюдением асептических условий 

«Чума» риса и её загадка

– Пирикуляриоз звучит угрожающе. А что это такое на самом деле? Почему рисоводы называют его «чумой»? И в чём тут главная научная загадка для биолога?

– Пирикуляриоз риса – опасное грибковое заболевание, вызываемое грибом Magnaporthe oryzae. Оно распространено во всех регионах выращивания риса и может уничтожить до 60–70 % урожая в годы массовых вспышек. Болезнь поражает все надземные части растения.

В Приморском крае условия способствуют развитию болезни: тёплая погода, высокая влажность, туманы и росы ускоряют распространение гриба. Раньше большие площади засевались одним сортом риса – это провоцировало массовые вспышки, из-за которых фермеры теряли значительную часть урожая. Поэтому пирикуляриоз прозвали «чумой».

Главная сложность – непрерывная «гонка вооружений» между рисом и патогеном: новые штаммы гриба появляются быстрее, чем выводятся устойчивые сорта. Поэтому борьба с пирикуляриозом требует постоянной работы селекционеров и фитопатологов.

– Вы изучаете популяционную структуру патогена. Объясните, пожалуйста, что это такое? И почему знание о ней позволяет не проиграть гонку вооружений с болезнью?

– Представьте: на полях живёт не один гриб, а целая армия его разновидностей, немного отличающихся друг от друга. Одни лучше переносят холод, другие умеют обходить защиту какого-то сорта, третьи устойчивы к определённым препаратам. Всё это вместе и есть популяционная структура гриба.

Изучая её, мы понимаем, сколько разновидностей (штаммов) встречается в регионе, каковы их «суперспособности» (например, как они обходят защиту растений), где именно они живут – в одном районе или по всему краю, меняются ли они со временем и появляются ли новые, ещё более опасные. Это нужно, чтобы не воевать с болезнью наугад.

Изучение популяционной структуры – это разведка перед боем. Мы узнаём силы и тактику противника, чтобы опередить его и выиграть «гонку вооружений».

Полевые испытания фунгицидов для защиты сои от комплекса грибных заболеваний

– Что вы ищете в ДНК гриба с помощью ПЦР-анализа? Отличается ли наш патоген от азиатского?

– Ежегодно мы мониторим рисосеющие районы Приморья: выявляем очаги поражения пирикуляриозом, выделяем патоген из поражённых растений в чистую культуру, получаем изоляты – они пополняют нашу коллекцию, которая ведётся с 2006 года.

С 2015 года я исследую эти изоляты: они различаются по морфолого-культуральным характеристикам. С помощью ПЦР-анализа изучаю их генетическую структуру – выявляю сходства и различия.

Основные трудности в работе обусловлены несколькими факторами: коротким вегетационным периодом, который ограничивает время для наблюдений; сложностями культивирования изолятов в лабораторных условиях и быстрой эволюцией патогена: новые штаммы появляются раньше, чем их характеризуют.

Экспедиция в рисосеющие районы Приморья 

– Как менялись ваши цели за время исследований?

– Цели и задачи неоднократно корректировались: по мере накопления данных и получения новых результатов одни направления теряли актуальность, возникали другие, ранее не очевидные исследовательские векторы. Это естественный процесс научного поиска – он позволяет фокусироваться на наиболее значимых и уникальных задачах.

Что дальше? Практика и внедрения

– Предположим, вы полностью описали популяционную структуру дальневосточного пирикуляриоза. Кто воспользуется результатами? Есть ли уже первые «внедрения»?

– Полное описание популяционной структуры дальневосточного пирикуляриоза станет важной вехой в наших исследованиях. Полученные данные о генетической структуре и биоразнообразии изолятов Magnaporthe oryzae помогут селекционерам выводить устойчивые сорта риса. Генетическая база профилей патогена позволит службе защиты растений точнее прогнозировать эпифитотии, оптимизировать применение фунгицидов и разрабатывать региональные регламенты – это снизит ущерб от болезни и затраты на обработки.

Кроме того, апробированная методика ISSR-анализа пригодится для мониторинга других фитопатогенов, а собранные материалы исследования могут быть интегрированы в учебные курсы для студентов-агрономов и фитопатологов.

На текущий момент полноценных внедрений результатов ещё нет, однако мы активно работаем над их практической реализацией.

Оценка степени поражения растений риса возбудителем пирикуляриоза в вегетационных условиях

О победе в конкурсе

– Светлана Владимировна, вы – аспирант первого года, но уже победили в конкурсе на стипендию Президента среди шести тысяч участников. Что, на ваш взгляд, сыграло решающую роль – тема, методы, личная настойчивость, поддержка руководителя? Как вообще узнали о победе?

– Победа в конкурсе стала для меня знаковым событием – искренне благодарна за высокую оценку моих исследований, над которыми я работала не один год. Успех обусловлен несколькими факторами.

Во-первых, тема исследования актуальна и соответствует приоритетным направлениям развития науки на государственном уровне: работа над защитой риса от пирикуляриоза важна как для нашего региона, так и для страны в целом.

Во-вторых, неоценимую поддержку оказал мой научный руководитель – доктор биологических наук Наталия Валериевна Мацишина. Её профессионализм и вера в мои силы стали надёжной опорой: Наталия Валериевна не просто курирует исследование, но и щедро делится знаниями. Узнав от неё о победе, я испытала радость и волнение – это подтвердило правильность выбранного пути и вдохновило на дальнейшую работу с большим энтузиазмом.

Мечты и советы

– Вопрос-мечта: если бы вы могли заказать любой прибор, командировку или эксперимент без ограничений – что бы выбрали? И что посоветуете студентам, сомневающимся идти в аспирантуру на Дальнем Востоке?

– Я бы создала современную лабораторию молекулярной диагностики фитопатогенов. Это позволило бы приобрести высокоточное оборудование, организовать полевую лабораторию, сформировать банк данных по патогенам региона, разработать новые методики диагностики.

Студентам, которые сомневаются, идти ли в аспирантуру, скажу: не бойтесь вызовов. На Дальнем Востоке уникальные объекты для исследований и широкие возможности для прикладной работы. Ищите наставников среди опытных специалистов. Будьте готовы работать на стыке направлений – это расширит профессиональный кругозор.

Аспирантура в регионе – шанс внести реальный вклад в развитие сельского хозяйства и реализовать свой научный потенциал.

Гонка вооружений с грибом не заканчивается, но те, кто изучает патоген, всегда на шаг впереди. Светлана Безмутко – из таких: её полевые сборы и расшифровка ДНК лягут в основу устойчивых сортов. Её путь – доказательство того, что на Дальнем Востоке молодой исследователь может получить признание и делать науку, которая нужна здесь и сейчас.

Фото из архива Светланы БЕЗМУТКО

Молодёжь в науке

«Изучение жизненного цикла диатомовых водорослей – сложное уравнение с множеством неизвестных, которое интересно решать»

 Лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока России

Вероника Борисовна БАГМЕТ

Вероника Борисовна Багмет, старший научный сотрудник Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН, кандидат биологических наук – лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока России для молодых учёных. Премия имени профессора А.И. Куренцова присуждена Веронике Борисовне за цикл работ по теме «Диатомовые водоросли: от биоразнообразия к биотехнологиям».

Кратко о себе

Немного биографических данных нашего лауреата. Вероника Борисовна Багмет родилась в 1989 году в г. Уфа, Республика Башкортостан (Россия). Училась в Уфимской средней школе № 130.

В 2008 году поступила на биологический факультет Башкирского государственного университета (БашГУ, г. Уфа), в 2013 году окончила его по специальности «Экология». Потом обучалась в очной аспирантуре БашГУ. В 2016 году защитила кандидатскую диссертацию на тему «Анализ биологии и экологии клональных популяций Nitzschia palea (Kütz.) W. Sm. (Bacillariophyta)» по специальности «ботаника».

Вероника Борисовна на вершине г. Иремель, Башкортостан, август 2014 года 

Работала сначала лаборантом, потом – ассистентом кафедры экологии БашГУ. Затем устроилась педагогом дополнительного образования в Детский эколого-биологический центр «Росток» (г. Уфа), преподавала детям начальных классов и одарённым детям. В 2017 году трудовой стаж был прерван в связи с рождением первой дочери.

В 2018 году вместе с мужем и ребенком переехала в город Владивосток.

С 2019 года трудилась поэтапно ведущим инженером, младшим научным сотрудником, научным сотрудником лаборатории ботаники ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН. С 2023 года по настоящее время работает старшим научным сотрудником этой же лаборатории.

В.Б. БАГМЕТ с коллегами из лаборатории ботаники ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН, апрель 2023 года

Осенью 2024 года родилась вторая дочка.

Муж Вероники Борисовны, доктор биологических наук Шамиль Раисович Абдуллин, работает с супругой в одной лаборатории. Часть исследований они выполняют совместно. (С Шамилем Раисовичем Абдуллиным мы вас, наши уважаемые читатели, познакомили в материале «Восточный зов» («Дальневосточный учёный», № 1 от 18 января 2023 года, с. 3); а  его рассказ «Голос тьмы» можно прочитать в № 6 нашей газеты от 22 марта 2023 года, с. 8.)

Природа диатомовых водорослей

– В область моих научных интересов входят изучение биоразнообразия, таксономии, экологии, репродуктивной биологии и применение в биотехнологии диатомовых водорослей различных местообитаний, – рассказывает о себе Вероника Борисовна.

– Недавно вам была присуждена премия имени профессора А.И. Куренцова за цикл работ по теме «Диатомовые водоросли: от биоразнообразия к биотехнологиям». Чем интересны объекты ваших исследований? Есть ли необычные проявления их свойств?

– Диатомовые водоросли представляют одну из крупнейших среди всех водорослей (по разным оценкам на сегодня известно около 20 тысяч видов) и разнообразную в таксономическом отношении группу одноклеточных фототрофных микроорганизмов. Их клетки покрыты кремнеземным панцирем, состоящим из двух створок, надевающихся одна на другую как крышка (эпитека) на коробку (гипотека), а также пояска между ними. При этом в процессе вегетативного деления клетки диатомей постепенно уменьшаются и способны восстановить свой первоначальный размер в большинстве случаев только благодаря половому воспроизведению. Таким образом, чтобы клетка не погибла, половой процесс в жизненном цикле, как правило, обязателен.

– Что даёт понимание закономерностей жизни этих водорослей? Какие задачи вы ставили перед собой?

– Изучение водорослей представляет большой интерес и важность не только для биологов, но и для палеонтологов, стратиграфов, географов и экологов. Диатомеи являются неотъемлемой составной частью морских и пресноводных экосистем, они населяют различные вневодные местообитания (почвы, поверхность скал и архитектурных сооружений) и даже встречаются на живых организмах (например, на мхах, некоторых морских млекопитающих). В водоёмах эти организмы представляют важнейшее звено в цепочке пищевых связей и являются основными продуцентами органического вещества.

 г. Иремель, Башкортостан, август 2014 года

Фундаментальные исследования диатомей

и их практическое применение

– Информация о разнообразии и биологии водорослей, включая жизненный цикл, всё ещё является неполной. Хотя эти данные могут иметь большое значение для решения многих фундаментальных и прикладных вопросов биологии. Диатомовые водоросли – это важный источник ценных для людей биологически активных веществ (БАВ), востребованных в биотехнологии: липиды (полиненасыщенные жирные кислоты), каротиноиды (фукоксантин), полисахариды (хризоламинарин), наноразмерные кремнистые структуры и др. При этом число таксонов диатомей, использующихся на практике, остаётся весьма ограниченным (около десятка видов). Длительное поддержание гетероталличных клонов этих организмов в жизнеспособном состоянии проблематично из-за особенностей их жизненного цикла, при котором происходит уменьшение размера створок во время вегетативного размножения и дальнейшая их гибель. Таким образом, поиск перспективных для производства метаболитов новых видов и клонов диатомовых водорослей с разработкой технологии поддержания их культур является важным для практики, особенно в условиях импортозамещения.

Вероника Борисовна за световым микроскопом, ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН, апрель 2023 года

– Встречаются ли какие-то трудности в исследованиях? Какие методы, подходы использовали для их решения?

– Проблема поддержания культур диатомовых водорослей в жизнеспособном состоянии заключается в том, что вызвать половой процесс крайне сложно, ведь для каждого вида нужны разные условия. Поэтому иногда мы прибегаем к разным ухищрениям: убираем культуры в холод, подсаливаем питательные среды, культивируем в полной темноте или при определённом световом режиме. Но, к сожалению, это не всегда работает. Ведь, как и у животных и высших растений, у диатомей есть свои стадии развития: дорепродуктивная (клетка ещё слишком молодая и не готова к половому процессу), репродуктивная (клетка способна к половому воспроизведению) и пострепродуктивная (клетка становится уже слишком мелкой («старой») и теряет способность к инициации полового процесса). Также виды могут быть как однодомными, так и двудомными. При этом для последних нужно найти ещё и партнёра. Можно сказать, что двудомные виды условно делятся на «девочек» и «мальчиков». И это далеко не все проблемы, с которыми мы сталкиваемся. Таким образом, иногда инициация такого важного, но очень сложного процесса становится для нас настоящим сложным уравнением с множеством неизвестных, которое очень интересно решать.

Отбор проб водорослей, р. Усолка, Башкортостан, сентябрь 2015 года

– Вероника Борисовна, какой период времени охватывают ваши работы? Как в этих временных рамках изменялись, формировались цели и задачи цикла работ?

– Изучением жизненного цикла диатомовых водорослей я занялась ещё в студенчестве. Вначале это был лишь один вид – Nitzschia palea. Постепенно мой интерес расширился, и мне стало интересно, какие типы воспроизведения и особенности жизненного цикла встречаются у других представителей диатомей, как на это влияют различные условия культивирования. На сегодняшний день мной совместно с коллегами с использованием комплексного подхода, включающего методы световой и сканирующей электронной микроскопии, молекулярно-генетического анализа, описаны три новых для науки вида (Luticola tenera Bagmet et al., Stauroneis edaphica Bagmet et al., Stauroneis urbani Bagmet et al.), выявлены три новых для флоры России вида рода Luticola: L. ectorii Levkov, Metzeltin & A.Pavlov, L. permuticoides Metzeltin & Lange-Bertalot  и L. sparsipunctata Levkov, Metzeltin & A.Pavlov. У всех перечисленных таксонов, а также у Nitzschia acidoclinata Lange-Bertalot детально исследованы морфология, ультраструктура панциря, генетика, экология и жизненные циклы, включая половое воспроизведение. Было выявлено, что все они являются гомоталличными и способны существовать в культуре неограниченно долгое время, что позволяет использовать их на практике. Для диатомеи Nitzschia palea впервые показан унипарентальный способ наследования митохондрий.

В.Б. БАГМЕТ за сканирующим электронным микроскопом, ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН, апрель 2023 года

В будущем я рассчитываю продолжить анализ биоразнообразия и исследование жизненного цикла (включая половое воспроизведение) диатомовых водорослей различных местообитаний. При этом планируется разработка методов селекции штаммов, продуцирующих наибольшее количество БАВ.

Фото из личного архива Вероники БАГМЕТ