Как полевая практика биологов связана с «тропическими лесами»? С какими сложностями сталкиваются молодые ученые?
О своей научной жизни и интересных фактах рассказала Мария Янушкевич — она учится на 3 курсе в УрФУ по направлению «Биология».
— Когда у тебя возникла любовь к науке?
Я думаю, что любовь к науке зародилась у меня еще в детстве. Папа много рассказывал мне о природе, различных явлениях, показывал яркие химические опыты. Конечно, это было очень здорово и породило во мне желание и дальше исследовать удивительные особенности этого мира.
Потом интерес к науке во мне поддержали школьные учителя по биологии, физике, химии. Они всегда были увлечены своим предметом и старались передать нам этот интерес, помогали готовиться к олимпиадам и турнирам, поддерживали в трудных ситуациях.
Также в старших классах я ходила в кружок юного химика и юного биолога, которые проходили как раз в ИЕНиМе. Это также позволило мне чуть ближе познакомиться с наукой.
— Какое направление тебя интересует?
Меня интересует довольно много направлений: биохимия, молекулярная биология, биоинформатика и филогения.
С последними двумя дисциплинами я познакомилась только в университете — даже не могла предположить, что мне это понравится. Поэтому возможно, что мои интересы и дальше будут меняться.
— Какие проблемы возникают на пути молодого ученого?
Конечно, приходится много учиться. Это не только интересно, но и очень сложно. Не всегда удается разобраться в научных статьях сразу. А иногда довольно много времени уходит на изучение новых тем. Это касается и практики: во время лабораторных я нередко допускала какие-то ошибки.
Важно понимать, что это — нормальная часть пути, поэтому не стоит опускать руки и зацикливаться на неудачах!
Также сначала мне было сложно найти области, которые мне ближе. А когда я уже познакомилась со многими увлекательными направлениями, мне было не так просто выбрать из них что-то одно.
— Что самое странное или необычное тебе приходилось делать на практике? И где она у вас обычно проходит?
На 1 и 2 курсе практика у биологов проходит на биостанции, которая находится за городом в лесу в окрестностях ПГТ Двуреченск. На самом деле, это очень живописное место — после практики у меня сохранилось много фотографий разных цветов, животных, также рек и лугов.
Мне кажется, многие вещи на нашей практике со стороны будут выглядеть странно. Например, зачем 2 девушки на берегу реки огораживают участок, а потом 100500 лет по нему ходят и что-то записывают?
Но больше всего мне запомнились 2 момента.
Первый — как мы самостоятельно намечали территории птичьих гнезд в пойме* реки Сысерть.
*Пойма — часть речной долины, находящаяся выше русла и затопляемая в половодье или во время паводков.
Пойменный лес чем-то напоминает джунгли. Он такой-же влажный и зеленый, а стволы деревьев обвивает хмель. Выглядит это и вправду потрясающе, но пройти по нему в некоторых местах бывает очень и очень трудно.
Когда мы с напарницей выбирали тему самостоятельной работы, то не думали, что лес будет настолько заросшим. Нам нужно было составить карту участка поймы, а затем ходить по определенному маршруту (нередко продираясь через заросли) и отмечать, каких птиц мы встретили.
Причем определять их приходилось обычно по пению. Оказалось, что на этом небольшом участке обитает почти 20 видов птиц!
Второе, что тоже вызывает у меня немало воспоминаний — это то, как мы ходили собирать мхи с Александром Геннадьевичем Пауковым.
Большую часть мхов мы собрали в лесу и вечером нам оставалось собрать только несколько видов, которые обитают на скалах. Но оказалось, что это не так уж и просто: сначала нам нужно было долго идти по горкам, а потом спускаться по почти отвесному склону. Это было страшновато, но интересно!
После третьего курса у нас идет производственная практика и каждый сам выбирает, где ее проходить. Многие, как и я, планируют поработать в лаборатории. Но многие мои знакомые снова хотят поучаствовать в полевых исследованиях.
— Какие научные факты тебя удивили во время обучения?
🔹В каменноугольном периоде произрастали древоподобные лепидодендроны — растения гигантских размеров (до 50 м).
Верхняя часть их ствола богато ветвилась — на ней росло множество листьев, которые присоединялись к поверхности ствола напрямую, без черешков. Листья растения, треугольные в сечении и длиной до 1 м, постепенно опадали, оставляя на стволе узор, напоминающий чешую рептилии.
🔹 Почти все бактерии не реагируют на магнитное поле. Но есть некоторые, которые обладают магнитотаксисом — в их клетках обнаружены магнитосомы. Это органоиды, содержащие магнетит*.
*Магнетит — широко распространённый минерал чёрного цвета, обладает магнитными свойствами.
🔹 Скорее всего, каждый из вас любовался яркими цветками и плодами растений.
Тогда вас удивит тот факт, что все их цвета вызваны веществами — антоцианами. Они находятся в клеточном соке растений и могут менять свою окраску в зависимости от кислотности и других факторов среды. Так, эти вещества придают цветкам колокольчиков синий цвет, фиалок — фиолетовый и так далее.
🔹 Замечали ли вы когда-нибудь структуры, похожие на облака, когда разводили в воде малиновое варенье? Если нет, то это повод попить чай с вареньем и понаблюдать за этим явлением.
Именно этим мы занимались, пока решали одну из задач Турнира Трех Наук. Нам нужно было выяснить, что это за облака и почему они появляются.
И вот что получилось: в основном облако состоит из пектиновых веществ, которые взаимодействуют с кальцием, калием, и органическими кислотами.
*Пектин — структурный элемент растительных клеток, природный загуститель.
Чтобы подтвердить это, мы создали подобное модельное облако из чистых веществ. И у нас это получилось далеко не с первого раза. Но когда в нашей пробирке появились устойчивые облака, мы были несказанно рады!
🔹 Все знают, что фотосинтез происходит, когда молекула хлорофилла поглощает энергию.
Однако прямое попадание фотона в хлорофилл маловероятно. Поэтому в мембранах существуют светособирающие комплексы. Они состоят из красящих веществ и белков. Эти комплексы поглощают свет и направляют энергию в реакционный центр*.
*Реакционный центр — комплекс, который обеспечивает превращение энергии света в химическую при фотосинтезе.
Как выяснилось, передача энергии в реакционный центр происходит в виде микрочастиц экситонов — частиц электронного возбуждения.
Перемещения таких частиц не случайны — они представляют волну, которая сама находит быстрый путь к реакционному центру.
Поразительно, что в живой природе существуют настолько совершенные системы для поглощения света!
Изучение этих эффектов может иметь большие перспективы для создания квантовых компьютеров в будущем. Фотосинтетическая антенна, по сути, это и есть квантовый компьютер, вычисляющий оптимальный путь до реакционного центра.
Автор: Ксения Лощенко.
УрФУ — один из ведущих вузов России со столетней историей, один из лидеров программы «Приоритет–2030», № 1 в стране по объемам приема. Расположен в Екатеринбурге — столице Всемирных летних студенческих игр 2023 года, городе-победителе отбора Правительства России на создание университетских кампусов. Вуз выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ).
УрФУ оперативный — в телеграм.