15 нояб. 2024 г.
Мхи и лишайники постоянно меня удивляют
Мы постоянно слышим, что в атмосфере увеличивается концентрация углекислого газа и из-за этого меняется климат. Лес — «легкие планеты», по мнению многих должен помочь нам в борьбе с глобальным потеплением. Но что именно происходит в лесах? Может ли оказаться так, что нам придется высаживать не деревья, а мхи и лишайники, чтобы спасти планету? Об этом в рамках рубрики «Истории успеха» на страницах издания Newslab.ru рассказывает Дарья Полосухина, младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной и прикладной экологии Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН.
Расскажите сначала об исследованиях, которые вы проводите в сибирской тайге?
Изучаем фотосинтетическую активность мхов и лишайников. Эти наземные фотосинтезирующие одноклеточные организмы потребляют более 14 миллиардов тонн атмосферного углекислого газа. При этом они очень уязвимы перед изменением климата. Мы оценили фотосинтетическую активность широко распространенных лишайников и выявили у них высокие значения в течение всего лета. В своей работе мы смотрим, как на них влияют температура, повышенные концентрации углекислого газа, влажность, солнечный свет, чтобы сделать прогноз, как они будут себя вести при изменениях климата. Параллельно ведем работу по проектам научных фондов, включающую определение почвенного дыхания и измерения эмиссии парниковых газов с поверхности водотоков. Обычно полевые работы занимают летом от месяца до трех. На научно-исследовательский стационар-обсерваторию ZOTTO в поселке Зотино я езжу практически каждый год с 2015-го. У меня уже есть некая привычка: люди, которых знаю, условия, где уже работала. Как в детстве ездишь «к бабушке на дачу» каждое лето.
А как вы добираетесь туда?
Можно доехать сначала до Енисейска на автобусе, а дальше едешь на Метеоре. Бывают какие-то задержки из-за погодных условий, но не большие.
Не бывает такого, что вы взяли с собой запас еды на неделю, а потом на месяц там остались?
Запас с собой особо не нужно возить, потому что в деревне рядом магазины. Хоть лаборатория и находится в тайге, но заезжаем мы через населенный пункт. В Зотино несколько улиц домов, там даже на почту можно заказать товары из маркетплейсов.
Сколько людей работает на станции?
Насколько я знаю, порядка 30-ти человек. В основном сейчас там работают наши коллеги. Есть двое специалистов с кафедры физики атмосферы физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета. Изначально обсерватория была совместным проектом с Институтом биохимии общества Макса Планка из Германии.
Как вы попали в такой интересный проект?
Первый раз в 2015 году я поехала туда вообще студенткой. Мой научный руководитель заведующий лабораторией биохимических циклов в лесных экосистемах Анатолий Прокушкин предложил поехать в Зотино. Там как раз были немецкие коллеги. В другие годы пересеклась с учеными из Испании и Финляндии.
Если несколько дней идет дождь, что вы делаете? Как развлекаете себя?
Когда набираем материал, то в идеале его лучше сразу обработать. Соответственно, пока дожди, просматриваешь данные, которые уже получил. Помимо того, что я работаю с инфракрасным газоанализатором, еще выделяю в полевых условиях пигменты. Потом эти экстракты уже в городе в лаборатории анализирую на спектрофотометре. Затем рассчитываю количество различных пигментов (хлорофилов, каротиноидов), чтобы понимать не только фактический фотосинтез у исследуемых объектов, но и их потенциал, то есть насколько хорошо они могут фотосинтезировать в благоприятных условиях.
Чтобы выделить пигменты из кусочков мха или лишайника их «варят» на водяной бане вместе со специальными реактивами примерно часа два. В дождь можно этим тоже развлекаться.
Как проходит там ваш научный день?
Хорошая погода: проснулись, потянулись, улыбнулись, идем включать прибор. Я использую в работе инфракрасный газоанализатор, который прогревается не меньше часа. Пока идёт прогрев, обычно завтракаю, собираюсь. Потом я либо иду сама на пробную площадку для проведения измерений, либо мы едем на более дальние станции. Обычно проводятся измерения по нескольким научным задачам. Например, в один день занимаюсь мхами, в следующий день померила эмиссию парниковых газов с поверхности водотоков, и так далее.
Эмиссия – это то, что испаряется из ручьёв?
Скорее то, что выделяется. Мы исследуем потоки парниковых газов. Нам важно знать какой процесс более активный: выделения или поглощения. Когда поглощение превышает выделение, в лесу идёт активный фотосинтез, он развивается. Если же выбросы превышают поглощение, то тогда увеличивается концентрация углекислого газа в атмосфере. Водотоки, являясь частью леса, тоже влияют на эти процессы.
Вы говорите про баланс поглощения и выделения, а разве может лес, дикая тайга, взять и начать выделять много углекислого газа?
Да, это наблюдается. Выделение зависит от нескольких факторов. Есть выделение с поверхности почвы, есть дыхание отдельных растительных компонентов, есть разложение биомассы, эмиссия ручьев и рек. Например, в возрастном, старом лесу, где много валежника и идет активное выделение углекислого газа из почвы такое может быть.
То есть настолько много, что это может нарушить баланс?
В рамках проекта «РИТМ углерода», по которому мы тоже работаем, учёные проводят мониторинг климатически активных веществ в наземных экосистемах России и пытаются придумать, что можно делать в таких ситуациях. Можно попробовать делать дополнительные посадки, но не факт, что они приживутся. Это очень сложная многокомпонентная задача. Я нашла свое место в ее решении. Изучаю вклад мхов и лишайников, смотрю, как они ведут себя, и стараюсь оценить роль отдельных видов. Все существующие виды охватить сложно, поэтому я выделила доминанты.
Расскажите подробнее о проекте «Ритм углерода».
Это важнейший инновационный проект государственного значения (ВИП ГЗ). В России создается единая национальная система мониторинга климатически активных веществ, в том числе и парниковых газов. Она обеспечит формирование достоверных и международно признаваемых научных данных для оценки антропогенных и природных потоков климатически активных веществ на территории Российской Федерации. Они помогут улучшить качество принимаемых управленческих решений при проведении декарбонизации российской экономики и ее адаптации к изменениям климата, которая включает в себя и качество жизни граждан. Эти данные в дальнейшем будут использоваться для корректировки мероприятий плана реализации Стратегии низкоуглеродного развития страны до 2050 года.
В нашем Институте леса им. В.Н. Сукачева в этом глобальном проекте принимает участие несколько групп. Первая группа работает с пулами углерода в наземных экосистемах. Вторая группа оценивает обменные потоки парниковых газов и почвенное дыхание, а также как ручьи и реки выделяют и поглощают углекислый газ. Третья группа по математическому моделированию. В состав второй вхожу и я. Занимаюсь такими увлекательными, интересными объектами, от которых никогда не знаю, что ожидать.
Это мох?
Мхи и лишайники. Их реакция на факторы окружающей среды сильно зависит от условий микроместообитаний. Они меня удивляют своим разнообразием, своим поразительным откликом на внешние воздействия. В какой-нибудь ямке они могут вырасти, когда на этом месте было влажно, а потом там стало сухо, и они чувствуют себя уже не очень хорошо. Но они при этом живут и жизни радуются и еще нас всех переживут.
То есть одно растение может дольше человека прожить?
Конечно. Мхи обновляются каждые три года, у них есть бурая старая часть и зеленая, которая обновляется. Они также могут долго расти, примерно столько же, сколько и лишайники. Возраст лишайников может достигать 200 лет.
Считаю, что это мой небольшой вклад в науку. Я изучаю этот наземный ярус растительности в лесах. Мне интересно, какой процент от общего количества углекислого газа в лесу приходится на деревья, а какой на другие ярусы. С этой точки зрения мхи и лишайники достаточно продуктивны, начиная от лесных экосистем, заканчивая тундровыми экосистемами, где они преобладают.
Неожиданно так звучит, что мхи и лишайники могут удивлять. Кто-нибудь еще разделяет ваш интерес к этим организмам?
Это, безусловно, удивительные организмы. В своей работе я сначала смотрю, как они себя ведут в экосистеме, а затем, как на них влияет, допустим, изменение влажности. Они очень сильно реагируют на воду, чем больше воды, тем им лучше. При этом получается, что после дождей они выделяют больше углекислого газа, потому что должно пройти время, через которое у них усваивается вода. Это всё мало исследовано и вначале мне было сложно разобраться. Но в позапрошлом году случился бум научных работ по мхам и лишайникам. За год вышло более ста научных статей. Примерно с 2022-го года ученые резко поняли, что обижали этот ярус, не обращали на него должного внимания.
Что произошло в 2022-м году. С чем вы связываете такой интерес?
Я не знаю, что произошло. Думаю, что кто-то привнёс идею. Видимо сыграли роль крупные публикации, касающиеся в целом цикла углерода, и вклада отдельных ярусов. Видимо, это повлияло. В науке тоже есть свои тренды, возникают модные тематики.
А вы мхами заинтересовались до этого?
Когда в начале моей научной карьеры в 2015-м году мне предлагали несколько тем на выбор, стала интересна именно эта. Сначала у меня были технические проблемы с замерами, но со временем я всему научилась, и почвенное дыхание мерить и лучше понимать объект. Мхи с лишайниками мне как-то полюбились. Во-первых, они красивые. После дождя они такие приятные. А вот когда сухо, мне их очень жалко, когда идешь по лесу, то они хрустят под ногами, и вряд ли уже вырастут.
А как вы пришли в науку?
Я училась в Сибирском федеральном университете 10 лет. Первые 4 года на кафедре экологии и природопользования. Там я выбрала научного руководителя. Когда я пришла в лабораторию в Институт леса, то здесь как раз шли работы по гранту Российского научного фонда. В лаборатории был просто бум, все активные, позитивные, интересные. Я подружилась со всеми. Приходила, помогала, сначала лаборантской работой занималась. Потом в поля ездила каждый год.
Пришла и втянулась, друзья у меня близкой тематикой занимались. Я попала в среду, в которой все интересующиеся, у каждого есть свои цели. Стала участвовать в первых конференциях, подавать заявки на различные конкурсы, гранты, стипендии. Когда я закончила бакалавриат, у нас открыли новое направление «Экологический мониторинг». Я поступила туда, осталась в научной группе и провела ещё два года. На тот момент, выиграла российскую олимпиаду «Я профессионал» и стала золотым медалистом. Мне предлагали уехать куда-нибудь, чтобы пройти стажировки. Но я решила остаться. В прошлом году закончила аспирантуру, сейчас дописываю диссертацию, в следующем году я стану кандидатом наук. У меня большие цели, большие задачи, большие планы. И ещё обязательства!
Какие обязательства?
Я пообещала, что я стану кандидатом наук в следующем году всем своим коллегам. Я не могу их подвести. Один за всех и все за одного.
Когда вы станете кандидатом, то какие-то новые перспективы появятся?
Я надеюсь, что я буду уже не младшим научным сотрудником, а полноценным. Не «мнс», а просто «нс». Кандидатская степень очень много дает молодому ученому. До 35 лет сейчас, если ты молодой ученый и у тебя есть степень, ты можешь получать гранты Российского научного фонда, можешь подавать заявки на премии Президента и Правительства. У Сибирского отделения РАН есть конкурсы, в которых можно принять участие. Когда ты становишься молодым кандидатом наук, у тебя появляется очень широкий спектр возможностей. Поэтому, чем раньше ты защитишься, тем лучше.
Самое ужасное время – это когда ты уже закончил учиться, но еще не кандидат наук. Ты уже не маленький, но еще и не большой. У тебя нет статуса. Сейчас помимо Института леса я работаю в СФУ инженером-исследователем. В науке интересно, здесь очень много неординарных личностей, постоянные экспедиции, конференции.
Дома не говорят, куда ты опять поехала?
Все уже привыкли. Тяжело только первое время. Сначала ты привыкаешь, а потом просто жить без этого не можешь. Потому что это образ жизни, ты сидишь на чемодане и ждёшь, когда куда-то поедешь.
Тайга — это экстремальные условия. Тем более для молодой интеллигентной девушки. Как вы справляетесь с этим?
В целом обычно всё проходит позитивно. Только однажды летом 2022-го года в наш лагерь зашел медведь. До этого даже не задумывалась об этом. Он пришёл к нам и смотрел на нас, как будто в зоопарке. Мы стояли с коллегой и не знали, что делать. Обычно проблем никаких нет. Тем более, мы перед тем, как куда-то ехать проходим инструктаж, медосмотр.
Кстати, какие психологические качества нужны для такой работы и жизни?
Во-первых, люди, с которыми ты ездишь, вы должны быть достаточно хорошо расположены друг к другу. По сути, это твои друзья и вы как будто на лето приехали в детский лагерь. Если такого нет, то нужно запасаться терпением. Обычно у нас там достаточно комфортные условия проживания. Мы живем не в палатках, а в нормальных домах. У нас есть отопление и практически везде вода, где-то даже стиральные машины есть. В плане бытового комфорта особенных ограничений никаких нет.
Должна быть физическая подготовка, чтобы ты мог взять и поднять, допустим, какую-то тяжесть. Если вас не так много, придётся таскать оборудование самим, не зависимо девушка ты или мужчина. Нужно много ходить.
Важна ответственность, потому что задачу ты должен выполнить в определенный срок. Если с утра проспал, тебя никто ждать не будет. А если ты не едешь никуда, то зачем тогда тебя брать?
Я видела на вашей страничке в соцсетях выпуски подкастов про мхи. Расскажите, что это за проект?
Когда я получала поддержку от фонда «Синтез», мне предложили принять участие в подкасте «Кот ученый». Его автор и ведущая Алиса Романова прочитала исследования про мхи и спрашивала у меня про эти организмы. Это был интересный опыт.
Вы, работаете, пишите диссертацию, участвуете в конкурсах, подкастах, публичных лекциях. Список ваших достижений займет пол страницы: Лауреат премии главы города молодым талантам за успехи в научной деятельности (2019), Золотой медалист олимпиады "Я-профессионал" по экологии (2019), Стипендиат Президента и Правительства РФ (2018, 2019, 2022, 2023), Стипендиат неправительственного экологического фонда В.И. Вернадского (2018, 2021), Лауреат государственной премии Красноярского края в области профессионального образования (2022, 2023), Победитель конкурса молодые учёные 2.0 фонда им. Геннадия Комиссарова "Синтез" (2023), Исполнитель и руководитель грантов научных фондов. Как организовать свою жизнь так, чтобы на всё это хватало времени?
Я делаю, как получается. Когда есть возможность, я беру и использую её. В начале, когда ты входишь в научную среду и, в принципе, не особо себя ещё проявила, ты мало чего знаешь. Чем дольше ты находишься в этой среде, тем чаще тебе начинают предлагать интересные вещи. Мне кажется, наука похожа на большой кипящий котёл. Кто-то должен постоянно подбрасывать угольки, чтобы он горел, а кто-то должен что-то подкидывать в бульон, специи, картошку. Чтобы все кипело постоянно, тогда этим интересно заниматься, это увлекательно. Сейчас это просто образ жизни, ты знаешь, что каждый месяц куда-то подаёшь заявку. Я вхожу в Совет молодых учёных-специалистов при Губернаторе Красноярского края. Это общественная организация, в которой собраны представители всех научных и образовательных организаций края.
Что это даёт?
Возможности. Порой о каких-то мероприятиях ты узнаёшь раньше, чем все. На этапе организации ты уже знаешь, что и когда будет, как и куда подавать заявку. Когда ты уже научился подавать заявки, проблем не возникает их подавать. Для меня это по большей части доступ к информации и времяпровождение. Если себя активно проявить, можно уйти работать в молодежную политику по направлению науки, в правительство, министерство. Перед нами стоит задача привлечь молодежь в науку. Я с этим советом съездила на Конгресс молодых ученых в 2022-м году в Сочи. На другие выезды я чаще всего не успевала, потому что они проходят летом, а у меня в это время экспедиция. Конгресс проходил в декабре. Там рассказывали, как популяризировать науку, про научный туризм. Были отдельные сессии Российского научного фонда. Для меня участие в работе Совета это мост для того, чтобы быть в теме.
У вас есть какая-то мечта, супер цель, что вас вдохновляет?
Мне нравится осознавать, сколько всего я уже попробовала делать с мхами и лишайниками. Сами идеи, что ты можешь сделать, они чуть ли не безграничны. Появляется новое оборудование, и это значит, что ты можешь получить новые данные. Сейчас очень много работ и споров по определению площади их поверхности. Ведь мох это не просто листок, а сложная пространственная структура. Надеюсь, в дальнейшем я приобрету оборудование, которое мне поможет эту площадь измерить. Возможно в рамках уже своего проекта РНФ. Есть 3D-сканеры, которые позволяют это делать. Можно будет пересчитать полученные мной значения на площадь, и уже с большей точностью делать прогнозы.
Основная цель — узнать, насколько лишайники и мхи полезны. Может быть, стоит взять и вместо деревьев высаживать их. Может, когда мы посчитаем их вклад в цикл углерода, то решим, что нужно засадить все мхами и будем хорошо жить. Возможно, этого делать не стоит, но хочется узнать, насколько они важны.
Часто скорости процессов, протекающих в лесу, оценивают по космическим снимкам. Но они не могут посмотреть, что происходит внизу. Если окажется, что мхи и лишайники будут, например, ускорять потепление для высоких широт, то это будет очень плохо. Например, сейчас они выполняют функцию барьера в тундре не давая растаять вечной мерзлоте. При изменении климата граница леса будет двигаться на север и вытеснять их. Как это повлияет на северные экосистемы? Возможно, это произойдет в ближайшие 100-200-300 лет, а может быть и позже, но всё равно интересно.
А там живёт кто-нибудь? Мхи и лишайники являются домом для кого-то?
Да, микроорганизмы. У них есть даже целые консорциумы микроорганизмов, в основном азотофиксаторов. Это те, кто поглощают азот, и, таким образом участвуют в балансе не только азота и различных элементов минерального питания. Мхом питаются олени, например. Если его не будет, то им нечего будет есть.
А для людей мох или лишайники годятся в пищу?
В Мурманске продают чипсы из лишайников. Это скорее экзотика. Я знаю, что придумывают всевозможные чаи, биодобавки, у которых не всегда доказанная эффективность. Теоретически сфера их применения может быть достаточно широкой. Но для этого их нужно лучше изучить.
Что в науке помогает достигать успехов, по вашему мнению?
Должно быть упорство. В науке ты никогда не знаешь, когда придёшь к цели. Например, ты формулируешь какую-то гипотезу, но она может и не подтвердиться. В случае неудачи нужно уметь очень быстро с этим работать, не теряться, не расстраиваться, и идти дальше. Я считаю, что это очень важное качество. У меня очень много не получившегося, не доделанного. Я не расстраиваюсь. Попробовала, посмотрела, не получилось, идём дальше. Главное уметь разобраться, что было не так.
Нужно стараться всё делать вовремя. Если ты пропустил момент, потом ты к нему, может, уже и не вернёшься. Бывает такое, что ты сделаешь какую-то работу, оставишь. Потом вспоминаешь через несколько лет про неё и думаешь: «Я же это сделала, так хотела доделать, а теперь момент упущен». Поэтому надо не упускать моменты, а быть организованной.
Когда ты работаешь с оборудованием, работаешь с людьми, это очень ответственно. Нельзя подставить свою научную группу. У тебя должна быть своя активная жизненная позиция, инициатива, нужно уметь себя проявлять. Не стесняться, не сидеть, не ждать у моря погоды. Чаще всего ты попадаешь в науку студентом и тебя берут под конкретные идеи и проекты. Ты должен уметь проявить себя, чтобы задержаться.
Не бояться пробовать. Пробуя разное, ты познаёшь, что тебе нравится. Чем больше у тебя опыта — тем более сильный ты специалист, тем больше у тебя проектов и возможностей. Сначала ты сам попадаешь в котел, а потом вырастешь, и тебе придётся самому придумывать, что ты в этот котел будешь подбрасывать своим юным коллегам.
В любой сфере успех в твоих руках, если ты активный и «не пропускаешь вспышку», а активно вовлекаешься и что-то предлагаешь.
Для того, чтобы быть активным, нужно видеть для себя перспективы. Как это сделать молодому ученому?
По идее, когда входишь в научную группу, ты через некоторое время понимаешь, куда ты будешь двигаться. Из этого котла два пути — либо ты остаешься кипеть дальше, либо ты, всё остыл, и из котла уходишь. Это нормально. Это так же, как и в любой, наверное, сфере. Ты приходишь, пытаешься что-то сделать, но если ты мало пробуешь, ты себя с трудом найдёшь, мне кажется. А если ты пробуешь много, то шансов, что ты останешься и найдёшь себя, намного больше.
Благодаря тому, что много пробуешь, не боишься ошибок. Не расстраиваешься, если где-то проиграешь. По идее, когда приходишь, у тебя есть люди перед глазами — это примеры. Ты смотришь на всех, смотришь, подмечаешь что-то для себя интересное. Я бы хотела также, например, в таком же проекте участвовать. А вот у этого хорошие качественные черты, как он их развил. Почему он такой умный, добрый, а я не такой. Подмечаешь за каждым, и берешь себе на вооружение.
Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».
Источник фото: https://ksc.krasn.ru/news/mkhi_i_lishayniki/
Личный кабинет