Рачки будущего

Иркутянка Жанна Шатилина вошла в число десяти женщин — кандидатов наук, молодых ученых России, удостоенных стипендии фонда Лореаль-ЮНЕСКО

По профессии она биолог, и ее научная страсть — эндемичные рачки амфиподы, живущие в Байкале. Исследования, которые проводят сейчас над этими уникальными организмами в НИИ биологии Иркутского госуниверситета, в будущем могут стать полезными и для людей.

На поиски планктона

Эту комнату в институте называют между собой просто — аквариумная. Действительно, в небольшом помещении, помимо стола с компьютером, порядка 40 стеклянных емкостей — гудят приборы, поддерживая жизнь рачков, которым предстоит послужить науке. Организмы в основном черного и серого окраса, но могут быть и рыжие, и красные, и зеленые — их в озере около 350 видов на всех глубинах. Обитатели аквариумной родом из Больших Котов, где у университета своя биостанция, — трофеи недавних поездок на Байкал.

— Едем в экспедицию или короткий полевой выезд, надеваем резиновые сапоги, берем сачок, заходим в воду, переворачиваем камни — животные живут под камнями, хотя и плавают. Собираем, — так рассказывает о процессе ловли Жанна Шатилина, ведущий научный сотрудник НИИ биологии ИГУ. — Их, конечно, видно — организмы размером от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Стараемся брать такие виды, которые можно сразу визуально отличить друг от друга, определить, какой рачок нам попался: эулимногаммарус или, например, паллазея. Чтобы не помещать их под микроскоп и не разглядывать отличительные особенности — зачем подвергать подопытного дополнительному стрессу?

Вот за такой романтикой в свое время отправилась выпускница ангарской школы Жанна Шатилина на биолого-почвенный факультет ИГУ.

— Различные книги читала о животных, — смеется она. — Ивана Ефремова, который не только научную фантастику писал, но и был палеонтологом по роду деятельности. Хотя родители мои от биологии далеки: папа — инженер, мама — экономист-бухгалтер.

В конце второго курса Жанна попала в НИИ биологии, к своему научному руководителю Максиму Анатольевичу Тимофееву, в лаборатории которого и работает до сих пор. Тогда-то ее подопечными и стали байкальские рачки.

— В студенчестве я наблюдала, как стрессовые факторы влияют на поведение живых существ, — объясняет Жанна. — Потом, в аспирантуре, мне предложили заняться более глубокими причинами различий у организмов по отношению к окружающей среде. Одни хорошо устойчивы, другие — менее, чем это определяется? Почему кто-то может жить, предположим, при разнице температур от нуля до плюс 27—29 градусов, а кто-то погибает? Естественно, процесс обусловлен механизмами, которые нужно изучать на уровне клетки. Поэтому начали смотреть глубже.

Стресс на благо науки

Итак, рачки добираются до Иркутска в сумке-холодильнике, где поддерживается прохлада родной озерной воды. В лаборатории новоселов разбирают по видам и аквариумам. Несколько дней до экспериментов — никаких переживаний: температура домашняя, пища, кислород. Об этом заботятся аспиранты, студенты, которые помогают. Дальше начинаются опыты.

— У нас есть разнообразные климатические камеры и термостаты. Мы помещаем рачков в растворы различных токсических веществ, или, например, оцениваем влияние разных температур: быстро повышаем ее до плюс 25 градусов — это острый стресс, — объясняет Жанна. — Либо проводим постепенное повышение — на один градус в час. После рачков замораживают в жидком азоте — чтобы остановить и зафиксировать все реакции. Так можно обнаружить изменения, которые произошли, сравнив подопытного с «контрольным», не подверженным стрессу экземпляром. Для небиолога эксперименты эти выглядят, конечно, крайне негуманно. Но погибают несчастные байкальские рачки в иркутских лабораторных аквариумах не просто так — во благо науки и будущих знаний о человеке.

— Дело в том, что те защитные механизмы, которые мы сейчас исследуем на клеточном уровне (а именно они помогают и позволяют выживать в стрессовых условиях), схожи — что у растения, что у человека, — делится биолог. — Если мы получаем базовые знания о том, как стресс влияет на животных, — их можно, вероятно, далее применить и для понимания процессов, проходящих у человека. Ученые уже описали «белки теплового шока», способные защищать организм от температурного стресса. По мнению некоторых исследователей, введение этого белка человеку и другим организмам может повысить устойчивость к высоким либо низким температурам. Поэтому хочется ответить скептикам, которые говорят: ну и что вы можете увидеть на Байкале? Мало того что здесь уникальная эндемичная фауна и ее сохранность тоже должна интересовать, но ведь и для фундаментальной науки — простор. Где, как не на Байкале, можно изучить разнообразие ключевых элементов устойчивости организмов к стрессам?

— Мы также разрабатываем методики оценки состояния окружающей среды, — продолжает Жанна. — Так, элементы клеточной защиты, которые мы исследуем у рачков, в мировой практике широко рекомендуются в качестве биомаркеров стрессового воздействия. Например, при наличии стрессовых факторов содержание белков теплового шока увеличивается, но организм еще не погиб — его можно спасти, попытаться что-то сделать. Главное — вовремя обнаружить, что содержание белков теплового шока повышено. Хуже, если мы придем и увидим, что все животные мертвы — времени исправить ситуацию уже не будет. А тут, обладая знаниями, — можно.

Впервые в биологии

Материала для кандидатской диссертации, которую защитила несколько лет назад, удалось насобирать много, признается Жанна. Важно, что подобные исследования на рачках из священного сибирского озера были проведены впервые.

— Те данные, которые мы получили на байкальских организмах, — этого до нас никто не видел, — говорит Жанна.— Конечно, без трудностей не обошлось. Традиционные методики не подходили для экспериментов с нашими организмами. Пришлось много поработать и подобрать условия, чтобы получать результаты, — было такое... Сейчас продолжаем — начали исследования с байкальскими моллюсками.

Ценность изысканий иркутского биолога признали в научном сообществе. В ноябре Жанна Шатилина получила стипендию фонда Лореаль-ЮНЕСКО. В 2012 году около 400 молодых ученых — девушки в возрасте до 35 лет — подали свои заявки на участие. Сначала выбрали 30 самых достойных россиянок, а из них назвали имена десяти. Академики РАН, профессора и международные эксперты смотрели, как часто цитируются публикации претенденток, каков их реальный вклад в науку.

— Когда мне написали, что приглашают в Москву, это было несколько минут оцепенения, — смеется Жанна. — Не то что я не могла поверить, но как-то так думала: ну надо же!

— Да, я отправила анкету, и выбрали меня. Но в этом заслуга всей нашей лаборатории, ее сотрудников, — убеждает она. — Когда мы начинали работать, то были еще студентами, аспирантами. Вообще, наука и большие проекты делаются не одним человеком, а командой —это коллективное творчество, потому что одному ученому получить большое количество материала, обработать его и опубликовать результаты невозможно.

Поздравление прошло в столице. Два дня подарили приятные моменты: были фотосессия, макияж от Лореаль, укладка (все-таки женщины собрались!), само награждение, фуршет, общение с журналистами. Сюжет о премии и ее обладательницах показал канал «Культура». Рядом с иркутянкой с экрана улыбались молодые ученые из Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска. Жанна Шатилина оказалась из самой дальней точки России. Получается, если очень захотеть, любимым делом можно заниматься не только в больших научных центрах.

— Я знаю, что такое работать за границей — у меня были три стажировки в Германии, по полгода каждая, — говорит Жанна. — Но уезжать не собираюсь — здесь Байкал...

В Байкале обитает огромное количество мельчайших рачков — отдаленных родственников океанских омаров, крабов, креветок. Эти байкальские жители — а их более 350 видов — чрезвычайно малы. Но, несмотря на это, рачок не только корм для рыб. Так, малюсенький рачок эпишура байкальская — один из главных чистильщиков озера. Длина рачка всего 1,5 мм, но под одним квадратным метром поверхности озера ученые насчитали их до 3 миллионов. Такая ненасытная армада способна за год трижды очистить верхний пятидесятиметровый слой воды от бактерий, остатков водорослей. А рачок бокоплав макрогептоус (длина до 3 см) уничтожает все, что может загрязнять водоем, — утонувших насекомых, погибшую рыбу и даже животных, захваченных пучиной. Вот еще один секрет чистоты байкальской воды. (По информации сайта "Северный Байкал")

Елена Русских. Фото автора