В мире, где каждый день открываются новые тайны природы, биологи играют одну из ключевых ролей как исследователи, учёные, практики, которые посвящают свою жизнь изучению природы во всех её проявлениях.
Николай Петрович Мельников — методист и преподаватель кафедры биологии АПО
Меня зовут Николай Петрович Мельников, и в настоящее время я — младший научный сотрудник Беломорской биологической станции МГУ им. Н.А. Перцова. Это подразделение биологического факультета МГУ, по сути, небольшой научный институт за полярным кругом, на берегу Кандалакшского залива Белого моря.
Я вырос и учился в небольшом закрытом городе в Нижегородской области, в Сарове. У нас, к сожалению, нет каких-то особенных биологических школ и классов, но я всегда интересовался биологией и читал что-то для себя. В 9 классе это вылилось в то, что я прошёл на региональный этап ВсОШ по биологии и занял там призовое место. Это стало во многом поворотной для меня точкой, потому что олимпиады дали мне возможность выйти за пределы школьной программы, узнать что-то новое для себя и завести новых друзей и единомышленников за пределами родного города.
В рамках самостоятельной подготовки в 10 и 11 классах мне удалось стать призёром заключительного этапа ВсОШ и победителем олимпиады «Ломоносов». На химию моих сил уже не хватило. Но диплома заключительного этапа ВсОШ было достаточно для того, чтобы без конкурса поступить на биологический факультет МГУ. До последнего я, правда, думал поступить на факультет биоинженерии и биоинформатики; в конечном счёте, посоветовавшись со знакомыми, я решил, что всё-таки биология для меня в приоритете. К тому же, биологический факультет отличается более широким профилем и свободой в выборе деятельности, но об этом чуть позже.
Уже в школе, начитавшись материалов по беспозвоночным (в частности потрясающий четырёхтомник Рупперта), я понял, как сильно меня интересует всё это разнообразие форм и организмов. И в особенности преобразования, которые сопровождали эволюцию животных: появление самой многоклеточности, формирование зародышевых листков, возникновение симметрии, развитие полостей тела. Жутко интересная тема, в общем, и я не сомневался в своём выборе, поступая на кафедру зоологии беспозвоночных.
В качестве научной темы (которую я продолжаю изучать до сих пор) я выбрал клеточную биологию губок. Признаться, как объект губки меня никогда не привлекали (я изначально думал заниматься круглыми или кольчатыми червями). Но у нас на кафедре был курс, похожий чем-то на профориентацию: к нам приходили потенциальные научные руководители и рассказывали про свою работу. И когда на этот курс пришёл мой научный руководитель, я понял важную вещь: если достаточно глубоко погрузиться, то практически любая тема представляет собой огромное поле для новых открытий и активной работы. Оглядываясь назад, могу сказать, что это было правильное решение: как мне кажется, тему для работы нужно выбирать в первую очередь по научному руководителю и методам исследования, которые он предлагает.
Губки — это такие древние и очень странные животные, про клеточную биологию которых мы не знаем практически ничего. И на самом деле многое из того, что написано в учебниках, не совсем корректно. А их положение на филогенетическом древе животных (они часто считаются сестринской группой ко всем остальным животным) делает их очень привлекательным объектом для изучения.
Забавным наблюдением для меня в процессе работы стал тот факт, что все наши учебники по клеточной или молекулярной биологии (и огромный массив научных данных, на основе которых они написаны) в действительности ограничены исследованиями небольшого круга самых банальных модельных объектов: домовых мышей, клеточных культур человека, шпорцевых лягушек и в лучшем случае плодовых мушек. Шаг в сторону от этого набора животных — и вы оказываетесь в дремучем лесу, о котором не знаете ничего. Стоит ли говорить, что такие древние животные, как губки, очень сильно отличаются от «нормальных» модельных объектов?
Круг интересов нашей лаборатории сосредоточен в основном на регенерации губок. Они вообще в этом хороши: если взять губку и растереть её до состояния буквально отдельных клеток, они могут отрастить себе псевдоподии, «сползтись» вместе в комок клеток и со временем создать из него новую губку; этот процесс называется реагрегацией. Мои коллеги занимаются ролью цитоскелета в процессе регенерации, а я интересуюсь в основном стволовыми клетками, в том числе в нормальной физиологии губок (у этих удивительных животных, по сути, нет постоянной структуры тела — их клетки очень подвижны и пластичны, и внутренние ткани губок находятся в состоянии постоянной перестройки). И ещё я немного занимаюсь вопросом запрограммированной клеточной смерти (до сих пор не совсем понятно, есть ли у губок апоптоз и как он работает на клеточном уровне; а запрограммированная клеточная смерть — древний каскад, эволюционно явно связанный с происхождением животных).
Я довольно часто сталкиваюсь с вопросом, в чём практический смысл такой работы. Если вы хотите честный ответ, то скорее всего — ни в чём. Но для меня это не представляет особой проблемы: фундаментальная наука — это в первую очередь попытка немного расширить наш горизонт знаний. Программы регуляции судьбы и поведения клеток, равно как и каскад запрограммированной клеточной смерти — явления, возникшие вместе с самими многоклеточными животными. Наверное, будет даже корректнее сказать, что эти программы были необходимыми для появления животных предпосылками. Так что если изучение губок прольёт свет на то, как появились мы с вами, то я буду рад.
Стоит отметить, что разлады в регулировке поведения клеток и клеточной смерти у «высших» животных связаны с раком и старением, но утверждать, что мы приближаем лечение рака с помощью изучения губок, — это не вполне честно.
Главная составляющая работы для меня — это невероятная свобода. Хотя изначально научный руководитель поставил передо мной конкретную область изучения, со временем в её рамках я стал сам формулировать научные проблемы и находить пути их решения. Особенно меня поддерживает тот факт, что я постоянно учусь чему-то новому. Спектр методов, которые я применяю в своей деятельности, растёт с каждым годом. Это и изучение морфологии и строения клеток с помощью электронного микроскопа, и исследование клеточных делений с помощью меченых нуклеотидов и конфокальной микроскопии, и постановка экспериментов по модуляции различных сигнальных каскадов, замороченная статистика, программирование (недавно я освоил Python и нейросети, чтобы автоматически обсчитывать огромные массивы своих данных), это молекулярная биология (ПЦР в реальном времени и вестерн-блоттинг), это, наконец, биоинформатика: сейчас я пишу статью об участии сигнальных каскадов и программ регуляции поведения стволовых клеток в процессе реагрегации губок. Наша лаборатория, несмотря на скромный размер, активно развивается и на сегодняшний день является, пожалуй, одной из лучших в мире по этой тематике.
Кроме того, работа с живыми животными подразумевает постоянным доступ к ним, а губки плохо содержатся в искусственных условиях. Поэтому вот уже седьмой год я всё лето (а то и больше) провожу на берегу Белого моря, на нашей биостанции. Это удивительное место с потрясающе красивой природой и морем в шаговой доступности. При этом довольно далеко от цивилизации, что помогает не отвлекаться от работы. Впрочем, условия работы здесь просто невероятные, и я до сих пор с трудом понимаю, сколько сил уходит на поддержание работоспособности станции. У нас (по сути, за полярным кругом) есть весь спектр приборов, необходимых для научной деятельности на мировом уровне: конфокальные, флуоресцентные и электронные микроскопы, секвенаторы, приборы для осуществления ПЦР, в том числе в реальном времени, мощные компьютеры для обсчёта данных. В конце концов, у нас есть целый научный флот и водолазная служба, которые с лёгкостью доставят вам самых редких и ценных животных.
Добавлю ложку дёгтя и скажу, что у научной работы есть и обратная сторона: постоянные переработки и неудачи. Я уже сбился со счета экспериментов, которые пошли не так по тысяче разных причин. То, что у тебя когда-то хорошо прошёл эксперимент, не означает, что он пройдёт так же ещё раз. Для полной уверенности в своих данных приходится ставить их не раз, не два и не три. Особенно сложно бывает смотреть на коллег, которые занимаются более привычными модельными объектами, с которыми не возникают трудности буквально на каждом шагу. Но со временем приходишь к пониманию, что наука — это не спринт, а скорее марафон.
Андрей Александрович Артамонов — преподаватель биологии АПО
Меня зовут Андрей Артамонов, и я преподаю на кафедре биологии АПО. Моё увлечение биологией началось в 7 классе с изучения цитологии протистов, случайно найденных на страницах школьного учебника, которое подтолкнуло меня к прочтению огромного количества научно-популярных ресурсов и статей «Википедии» за экстремально короткий срок. Ну а дальше по накатанной: на летних каникулах я читал ТГС, а в сентябре пошёл на годовые курсы от ЦПМ.
Выездные школы, курсы и самообразование помогли мне добавить пару строчек в олимпиадное резюме. При подготовке к олимпиадам я открыл для себя сайт «Биомолекула», который очень сильно меня вдохновил, и я — то ли в шутку, то ли от нечего делать — самонадеянно решил написать для них статью про РНК-мир и происхождение эукариот. Со мной связался редактор Андрей Панов, который обучил меня основам работы с научно-популярными текстами и авторскими правами. Статью опубликовали, она неплохо прочиталась, и на следующий год со мной связался проект «Open Longevity», которому я помог с написанием кусочка книжки по биомаркерам старения. Доработав текст с редакторами «Биомолекулы», в 11 классе я опубликовал его в рамках конкурса «Био/мол/текст» в формате двух статей, которые заняли первое место. Работа с текстами меня увлекает так же давно, как и биология. Сейчас меня безумно радует возможность что-нибудь писать, поэтому почти сразу после трудоустройства в АПО я начал писать посты в группе, статьи для сайта и сценарии видео, которые выходят на нашем ютуб-канале «Маркер». С олимпиадами тоже было все неплохо: благодаря курсам ЦПМ и выездным школам я смог взять диплом всеросса и ряда перечней в 10 классе, решил поступать на биофак МГУ на кафедру молекулярной биологии. С первого курса я вёл занятия в рамках годового курса олимпиадной биологии в своём лицее и в различных онлайн-школах, часть которых мы организуем бывшим олимпиадным комьюнити. Сейчас я участвую в смежных проектах, в которых, кроме преподавания, требуется целый спектр навыков (от бухгалтерских до операторских).
Что касается науки, то со второго курса я приступил к работе в лаборатории биохимической генетики животных В.А. Гвоздева на базе «Курчатовского института», где до сих пор участвую в ряде исследований генов развития на соматических клетках яичников дрозофилы. Сейчас я использую в основном лабораторные и биотехнологические методы, но в планах на будущее, конечно, разобраться с сухой, теоретической частью наших работ. Моя научная карьера только начинается, мне есть куда расти, и я активно стремлюсь к этому росту.
Думаю, что моё будущее, как и будущее любого специалиста в области биологии, так или иначе будет связано с наукой. Меня также радуют те проекты и стартапы, в которых мне удаётся поучаствовать, поэтому я не вижу строгих границ в своей карьере. Уверен, что у меня получится развиваться в нескольких направлениях.
Евгения Владиславовна Резник — преподаватель биологии АПО
Я интересовалась биологией с детства, занималась в биологическом кружке в Санкт-Петербурге и участвовала в разных биологических и экологических олимпиадах, в первую очередь из интереса к биологии. В 9 и 10 классах стала призёром ВсОШ по экологии.
Поскольку мне хотелось заниматься экологическими исследованиями в области биологии (такими, которые были бы посвящены не отдельным организмам, а их взаимодействию), решила поступать в бакалавриат на направление «Экология и природопользование» биологического факультета МГУ. Поступила по диплому ВсОШ по экологии.
В университете я занималась беломорским фитопланктоном. Фитопланктон — это микроскопические водоросли, обитающие в толще воды. Эти водоросли — основа морских пищевых цепей, так что изучение любых морских экосистем начинается с них. Другая интересная и важная особенность микроскопических водорослей заключается в том, что среди них есть виды, которые при массовом развитии выделяют в воду токсичные вещества. Их биологическая роль в жизни самих водорослей не всегда хорошо ясна, но они заметно влияют на экосистемы. Передаваясь по пищевым цепям, водорослевые токсины накапливаются в тканях разных организмов: моллюсков, рыб, ракообразных. В итоге морепродукты оказываются «отравлены» водорослями. Массовые развития водорослей, называемые цветениями, в итоге могут приводить к отравлениям людей, крупных морских млекопитающих и птиц. Есть целый ряд медицинских синдромов под названием «shellfish poisoning» («отравление морепродуктами»), напрямую связанных с токсинами водорослей. Поэтому изучение морского фитопланктона интересно и с точки зрения состояния экосистем, и с точки зрения хозяйственной деятельности человека. Моя дипломная работа в бакалавриате была посвящена токсичным и потенциально токсичным водорослям Белого моря.
В магистратуру я поступила на основное направление биологического факультета — на кафедру микологии и альгологии (на которой я писала дипломную работу). Моя магистерская работа была посвящена сезонной динамике фитопланктона в разные годы: тому, как в течение лета меняется состав и обилие водорослей, и одинаково ли меняется этот состав в разные годы. Кроме дипломной работы, во время обучения в магистратуре мне удалось сходить в рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш» с лабораторией экологии планктона Института океанологии РАН имени П.П. Ширшова. В рейсе я занималась отбором и первичной подготовкой проб фитопланктона, а также участвовала в определении и подсчёте водорослей. Морские рейсы — это не только возможность почувствовать себя морским волком, но и очень интересный опыт постоянного пребывания в большом коллективе учёных, специализирующихся в самых разных областях. Кроме того, это возможность побывать в местах, в которых просто так никогда не побываешь. Мы были в Карском море в период формирования льда, стояли у берегов Новой Земли.
Сейчас я преподаю биологию в АПО и в школе №56. Также я периодически разбирала пробы фитопланктона для коммерческих мониторинговых работ. Это ещё одно направление работы, помимо науки и преподавания, доступное выпускникам полевых кафедр. У компаний, занимающихся эксплуатацией природных ресурсов, строительством, есть обязательства по проведению предварительных комплексных исследований окружающей среды и последующего мониторинга её состояния. Чаще всего выполнением таких работ занимаются коммерческие компании, специализирующиеся на прикладных естественно-научных (в том числе биологических) исследованиях. Это не только работы в море — весьма востребованы прикладные геоботанические работы.
В будущем я планирую заниматься наукой. Сейчас я поступаю в аспирантуру в Институт проблем эволюции и экологии им. А.Н. Северцева и хочу сменить область научной деятельности. Я планирую заниматься макрофитами — водорослями, заметными невооружённым глазом, их влиянием на кораллы и связанные с ними сообщества.
Дата публикации: 13 ноября 2024