Энтомология, биология, фитопатогены и биофотоника

Военкоры юнармейского медиацентра, отряда военкоров «ФЕНИКС» им. Адмирала П.С. Нахимова, «МС ДИНАСТИЯ»  МЦ МАОУ СОШ 135 отправились в Черняевский лес, как оказалось - к паукам и выяснили, что  пауки не насекомые, а среди них даже в Пермском крае могут быть встречены довольно крупные представители, например, тарантул южно-русский (Южнорусский тарантул  - в простонародье мизгирь; лат. Lycosa singoriensis) — вид пауков из семейства пауков-волков (Lycosidae).

Таким образом и пауки, и люди и личинки бабочек - всё это животные. Пауки  относятся к  типу членистоногих (Arthropoda), класс паукообразных (Arachnida), отряд Araneae. Паук это не насекомое поскольку у всех насекомых по 6 ножек а у паука 8 ножек. Пауки НЕ насекомые и НЕ животные. Пауки это паукообразные!

Нас встретил к.б.н., учёный ПГНИУ Михаил Лямин и очень много рассказал о мире насекомых, даже показал живого тарантула.

Следующими были клопы. Клопы, несмотря на внешнее сходство с жуками, относятся совсем к другой группе и в большинстве питаются не кровью людей, а растениями!

      Конечно всем были интересны и комары, и бабочки, и слепни — те самые. кого мы называем "оводами" на территории Пермского края. Слепни неприятно кусают, но проблем от оводов было бы на порядок больше, ведь их личинки паразитируют на млекопитающих, в том числе на человеке.

         Узнали очень много о беспозвоночных, которых насчитывают более миллиона видов, каждый из которых уникален и обладает своими биологическими и экологическими особенностями.

См. фотоальбом

      Об этом и многих других увлекательных явлениях из мира беспозвоночных мы говорили не так давно на энтомологической экскурсии с кандидатом биологических наук, сотрудником кафедры зоологии позвоночных ПГНИУ Михаилом Ляминым.

         Инициатор "Прогулок с экологом" - Управление по экологии и природопользованию администрации г. Перми, организатор - Пермское краевое отделение "Всероссийского общества охраны природы".

         Мы очень благодарны Юрию и Юле Хохловым за их огромную работу, за то, что пригласили нас на это образовательное путешествие — "ЖУК-looking" (- прогулка с Михаилом).

Дорогие наши читатели! - фотографии с энтомологической прогулки в Черняевском лесу ищите в общем альбоме.

 #прогулкисэкологом #прогулкисэкологом_2022
#жукlooking

Контакт:
Юля Хохлова, т. 8 919 476 2081

СТАТЬ  БИОЛОГОМ — ОЧЕНЬ  ИНТЕРЕСНО!

         Дальше мы уже начали говорить о научных достижениях в биологии. Александр Сергеевич Куляпин поведал нам, что их тоже очень много.
         В этот раз мы узнали о Сергее ГУДКОВЕ, д.б.н., профессоре РАН, руководителе Центра биофотоники Института общей физики имени А.М. Прохорова Российской академии наук.

         Биофотоника — наука о взаимодействии света с живым веществом. Она позволяет, с одной стороны, изучать, как устроено живое, с другой стороны — влиять на его свойства. Например, сейчас семимильными шагами развивается один из разделов биофотоники — оптогенетика. С её помощью можно исследовать работу нервных клеток, внедряя в их мембраны методом генной инженерии специальные каналы, реагирующие на возбуждение светом.

         Сам Александр Сергеевич работал даже фитопатологом, инспектором фитосанитарной службы. Поэтому эта тема для него стала очень интересной.          Допустим, появились какие-то ненароком завезённые фитопатогены. Их находят с помощью ПЦР-теста — примерно той же технологии полимеразной цепной реакции, с помощью которой определяют ковид. разработала оптический метод определения некоторых возбудителей болезней растений. А эта лаборатория  работает с картофелем, яблоками, ячменём, пшеницей и др. (растениями).

         От наших родных патогенов нам, понятно, никуда не деться, они живут на полях, в садах. Есть и завозные, несмотря на то что в России госкарантин (фитосанитарная служба) работает хорошо. Но вспомните, как в своё время появился колорадский жук, несмотря на все ограничения и контроль. А есть патогены вообще микроскопические: бактерии, грибки в несколько микрон. Их глазом не видно, и привезти не составляет труда.

         Например, он рассказал, - неслучайно на  подводных лодках в нижнем трюме работал человек, который измерял концентрацию водорода через определённые короткие интервалы. Как только намечался тренд роста концентрация водорода в дыхательной смеси — всё! Свистать всех наверх! Что-то нужно делать: либо всплывать – вентилироваться, либо ещё что-то.

Так и в случае эпизоотии, только тут процесс со скоростью пожара распространяется.

         Так и в Андроновском лесу, например, очаг ржавчины пихты.

         Группа С. Гудкова работает со многими сельскохозяйственными институтами, а наиболее плотно взаимодействует с Федеральным научным агроинженерным центром ВИМ (ранее это был Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства). Руководит им академик Андрей Юрьевич Измайлов. Сейчас у них крупный научный проект, из числа тех, о которых говорил президент Путин. Он разработан ВИМ и ними; в нём также принимают участие коллеги из Нижнего Новгорода и Санкт-Петербурга.

         Они работают даже с жирностью молока: некоторые производители обезжиривают молоко, а потом доливают в него пальмовое масло, и жирность такого фальшивого молока, измеряемая стандартными фабричными методами, получается та же самая. А наш прибор может измерять размер мицелл жира в растворе. У пальмового масла и у нормального коровьего жира совершенно разные размеры мицелл; у многих современных животноводов есть мечта — полностью автоматизированная ферма. И здесь на первом месте — вопрос кормов. Коров ведь кормят преимущественно сеном, смешанным со шротами. Первый компонент низкокалорийный, второй — высококалорийный. ВИМ сделал прототип робота, а мы разработали для него датчики. Этот робот определяет количество шрота в сено-шротовой смеси, то есть калорийность кормового стола и, соответственно, добавляет или убавляет корма. Ибо, если корова будет получать мало энергии, она будет давать и меньшее количество молока. Соответственно, идёт расчёт баланса между вкладываемой энергией и итоговым продуктом.

         Опять вернулись к теме биофотоники. Тут звучит слово «свет». У нас возникла ассоциация с перекрашиванием цвета волос у женщин: ловишь себя на мысли, что превращение шатенки в брюнетку или в блондинку имеет следствием совершенно иное воздействие солнечного света, падающего на кожу через волосы нового цвета.

         Свет, вообще, на живые системы воздействует довольно сильно. Мы видим глазами, и у нас до 90% информации в мозг попадает через зрение. В живой природе есть также такое явление, как фотонастия, когда органы растений реагируют на равномерное освещение, например, цветки раскрываются в определённое время суток. Есть ещё фототропизм, при котором объекты меняют направление роста в зависимости от направления света. Сюда же относятся и циркадные ритмы, связанные с чередованием дня и ночи, сном и бодрствованием.

         Свет — основа энергетики почти всех биосистем. Ведь как устроен органический мир? Солнечный свет запускает в растениях фотосинтез — процесс образования органических веществ из воды и углекислого газа. Далее, по цепочке, растения поедаются коровами, а коров едим мы. Это слишком утрированная цепочка — она пропускает волков, зайцев, насекомых и прочих. Но мысль ясна: источник энергии для живого — свет.

         Есть, конечно, исключения, например, живые системы, трофика которых развивается автономно, она не зависит от солнца. Например, в комплексе так называемых чёрных курильщиков (подводных вулканов) есть уникальные организмы, которые окисляют серу и за счёт этого получают энергию, строят своё тело. В свою очередь, ими питаются другие глубоководные морские организмы. А так, свет — основа жизни.

         С теплицами тоже имеется большой опыт работы. Почему-то стоек миф, что в России очень плохие теплицы. Это неправда: у нас полно ультрасовременных промышленных теплиц, дающих большие урожаи — поколения 4+ в том числе. Бывает, что в них не всегда всё работает. Но и в западных теплицах технические проблемы сплошь и рядом! У нас проблем этих даже меньше, потому что средний уровень образования россиян выше, чем на Западе.

         Дело в том, что растения охотно поглощают синие и красные компоненты света, поэтому, собственно, лес зелёным и выглядит: зелёный цвет не поглощается, он пролетает сквозь листву. Синий и красный поглощаются, а зелёный — нет.

И у учёных возникла идея сделать плёнки, которые будут ультрафиолет «перекачивать» в синий свет, а зелёный «перекачивать» в красный. И они даже задумывались о том, чтобы инфракрасное излучение преобразовывать в красное.

С этими трансформациями в современной науке большие проблемы, на самом деле. Но плёнки, которые «перекачивают» вредный для растений ультрафиолет в синий, а зелёный, который ими практически не поглощается, в красный — учёные сделали! Особенно хороший результат получили для томатов, перцев и баклажанов — 20—25% прироста биомассы в целом и 18% прироста к массе плодов. А самый плохой — для огурцов, всего 10% прироста биомассы. Причины этого  до сих пор не совсем ясны. Хотя и 10% в масштабах гигантских теплиц — тоже существенно.

         А для наших холодных северных условий учёные разработали тепличную плёнку, которая зелёный свет «конвертирует» частично в красный, а частично — в тепло. Плёнку, которая сама себя разогревает.

         Растениям нужна подкормка! Учёные занимались и занимаются наноразмерными агрегатами, содержащими азот, фосфор, селен. Особенно долго селеном занимались. У них много современных лазерных установок.  Недавно закупили пикосекундный лазер российского производства. Мощный, частота импульсов — отменная.

Вообще, наш Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН — лазерный институт фактически. Александр Михайлович Прохоров, помните, за что Нобелевскую премию получил? За резонатор для квантовых генераторов. В принципе, значительная часть этогого института занимается конверсией технологий. Эти учёные работают над биологическими, медицинскими, сельскохозяйственными темами. В  стенах института - фундаментальная наука стыкуется с выходами на интереснейшие прикладные сферы и направления. Например, кое-что важное стоит на летательных аппаратах… Например, есть и противоснайперские комплексы "Светозар" — из схожей серии. Лазер плюс очень быстрый сканатор, который засвечивает всё подряд. Очень мощный. При попадании в оптику ничто не спасёт. Как говорится, на солнце в подзорную трубу можно посмотреть два раза: левым глазом и правым! Здесь то же самое. Посмотрит враг один раз в прицел, а второй раз смотреть ему, скорее всего, не захочется.

Лазерная техника активно применяется в совершенно разных областях. В этом институте сделали, например, первый и очень удачный российский лазерный литотриптер - для разбивания камней в почках и мочевыводящих путях. А в другом отделе нашего института была сделана установка на тлеющем разряде для разрезания (точнее, эрозии) такого рода камней. Это уже пошло в производство. Аппараты используются в урологических отделениях. По отзывам медиков, машины замечательные, с внятным программным обеспечением. Это его гордость.

         Есть и замечательный Центр волоконной оптики!

          Раз с помощью лазера можно прожигать (записывать) информацию на оптические диски, то возникает закономерный вопрос в связи с нуждами того же сельского хозяйства, к примеру: можно ли лазером тем или иным образом записать на зерно или воду, которой его поливают, условные команды растению типа «будь большим», «плодись» (?). Запись лазером информации хорошо закрепляется только на СD или DVD дисках. Бо́льшая часть учёных считает, что записать что-либо на воду не представляется возможным. Сложно представить, что в воде могут быть стабильные структуры, поскольку система чрезвычайно подвижна. Даже при наличии упорядоченного кластера всё упирается в сверхкраткое время его существования. Это не секунды, а микро-, наносекунды.  Но есть такой момент: снежинки всегда имеют форму. И можно предположить, что в воде такие структуры тоже могут появляться. Но это очень скользкое предположение.

         Сейчас все поняли, что  нефти хватит ненадолго. Энергетического кризиса планета не избежит. Нефть — конечный ресурс. При этом понятно, что ветрогенерация и солнечные батареи тоже могут развиваться только если мы когда-нибудь изобретём безлимитный аккумулятор для запаса энергии или что-то приближенное к нему. Но пока нет идеи, как запасать энергию. Солнечная энергетика сейчас неэффективна по той простой причине, что я включаю ноутбук не тогда, когда солнце светит, а тогда, когда мне это нужно. До тех пор, пока не создадут аккумуляторы с длительным сроком службы, быстрой подзарядкой и эффективной отдачей (не говоря уже об их утилизации), «зелёные» технологии останутся политизированным рычагом в руках западных элит.

         Ещё основатель  института Александр Михайлович Прохоров, ушедший из жизни в 2002 году, говорил: «По большому счёту, нет прикладной науки и фундаментальной — вся наука (любое открытие или изобретение) нужна для чего-то. Просто вам нужно догадаться, для чего именно. Или знать изначально. Тогда вы занимаетесь хорошей наукой». Нынешний директор Института общей физики Сергей Владимирович Гарнов так сказал: «дорогие друзья, у вас в конце всегда должно быть что-то осязаемое». То есть то, что реально может принести пользу, а не что-то типа «в итоге мы определили, что добавление вещества А вызывает изменение концентрации вещества В, что влияет на компонент С».

         С.Гудков учёный-оптимист, такие учёные создали довольно-таки сильный производственный кластер. Может, он и не совсем глобальный и отчасти ему тяжело конкурировать с массовым производством, но если понадобится, такие учёные, т.е. все люди с этой «орбиты», собираются и продумывают концепцию и сделают всё необходимое.

         Следующее путешествие было в Горьковский сад на аллею экологов Перми. С многими мы уже давно дружим и сотрудничаем. Поэтому всех приглашаем в наш клуб, к экопросвещению.

(исп м-лы СМИ)

Над выпуском работали:
военкоры юнармейского медиацентра, отряда военкоров «ФЕНИКС» им. Адмирала П.С. Нахимова, «МС ДИНАСТИЯ»  МЦ МАОУ СОШ 135 :
Кирилл Ерохин начальник штаба отряда, капитан морского клуба, кавалер юбилейного знака «5 лет ЮНАРМИИ»;
Милана Путина  — юнармеец, военкор, гл. редактор клуба «Школьные Новости»;
Данил Коноплёв, Кристина Полюхова — военкоры, экодобровольцы;
Арина Кожевникова — нач.  исторического музейного клуба;
тьютор — военкор юнармейского отряда военкоров «ФЕНИКС» им. Адмирала П.С. Нахимова «МС ДИНАСТИЯ» МЦ МАОУ СОШ 135 -Куляпин Александр Сергеевич, рекордсмен Книги рекордов Гиннесса, кавалер медали «Потомству  пример».