ФЛИРТУЮЩИЙ ВИРУС
01.05.2012
Источник: Правда.ру
Писатель Владимир Губарев беседует с выдающимися учеными. Его сегодняшний гость — академик, директор Института микробиологии РАН Михаил Владимирович Иванов
Писатель Владимир Губарев беседует с выдающимися учеными. Его сегодняшний гость — академик, директор Института микробиологии РАН Михаил Владимирович Иванов. Тема разговора — конечно же, микробиология, сенсации, мифы и открытия в этой области, но популярным и понятным для всех языком.
Так уж сложилось исторически, но по Москве разбросаны "островки науки". Один из них расположился в начале Профсоюзной улицы — на задворках главного корпуса Сбербанка России, который своим огромным стеклянным кубом нависает над всем, что находятся рядом. Пожалуй, только трубы и сооружения теплоцентрали не утопают в его тени — они все-таки весьма массивны…
Институты ядерной физики, общей генетики и микробиологии создавались в те времена, когда Н. С. Хрущев начал экономить средства, а потому этим крупнейшим научным центрам достались типовые пятиэтажки "школьного типа". С тех пор для науки мало что изменилось: она так и осталась у нас "на задворках", и это слишком уж наглядно видно здесь. Безусловно, тех средств, что пошли на строительство офиса Сбербанка, хватило бы не только на весь наступивший век для любого из трех институтов, но и на всю науку России… Впрочем, о "странном" расходовании средств в стране сказано-пересказано, а потому при встрече с директором Института микробиологии РАН академиком Михаилом Владимировичем Ивановым об этом мы не упоминали: ведь в науке гораздо больше интересных вещей, чем набившее уже всем оскомину обсуждение экономической ситуации.
Ну, а началось все с шутки о "флиртующем вирусе". О нем упомянул академик, когда мы делились нелепицами и ошибками, с которыми встречались в печати. Я упомянул о "водопроводной" бомбе, которая появилась в одной из моих книжек о ядерном оружии, а Михаил Владимирович тут же вспомнил о "флиртующем вирусе", о котором обязательно говорят биологи, когда хотят посрамить газетчиков — так было написано в одной из статей, и хотя с тех пор прошло четверть века, этот казус помнится до сих пор. Ну, а разговор мы начали потому, что договорились не слишком углубляться в специфику микробиологии, а говорить о ней популярно, понятно для всех, а не только специалистов. И я тут же принес извинения за будущие неточности и вольности, так как без них подчас трудно обойтись.
Я спросил ученого:
— Мне кажется, что в той области науки, которая называется "микробиология", происходят странные вещи?
— Что вы имеете в виду?
— Помню, сорок лет назад на Всемирном нефтяном конгрессе во Франкфурте на Майне выступает профессор Шампанья и объявляет, что он теперь начинает получать из нефти с помощью микроорганизмов огромное количество пищевых веществ, что позволяет навсегда избавить человечество от голода. Весь мир вздыхает с облегчением… Потом появляется "атомный лизин", и теперь уже начинает "процветать" животноводство… А затем приходит сенсационное сообщение, что микроорганизмы обнаружены на Марсе, Венере и в метеоритах!… В общем, ваша область науки не дает нам скучать: это так или микробиология рождает лишь иллюзии!?
— Не ученые создают иллюзии. Просто общество постоянно ждет от науки "чуда", и подчас начинает казаться, что оно приходит. Вот и рождается сенсация, причем в ее основе зачастую лежат очень интересные исследовательские работы. К примеру, того же профессора Шампанья. За ним стоит история микробного белка. Сначала она была раздута учеными Франции, потом средствами массовой информации и наконец советскими биотехнологами.
— Не кажется ли вам, что это хороший пример иллюзии от науки?
— Пожалуй… Шампанья на самом деле разработал метод очистки нефти (это ничто иное, как определенный класс углеводородов) микробиологическим путем. Он хотел получить топливо для суровых климатических условий…
— И микроорганизмы "выедали" из нефти те компоненты, которые этому мешали?
— В процессе он получал большую массу микроорганизмов, которую и предложил использовать как белок для животноводства… Что произошло дальше? После Всемирного нефтяного конгресса, на котором профессор выступил со своим докладом, начался ажиотаж, в котором приняли большое участие наши ученые.
— Казалось, что решена одна из главных проблем планеты… Ведь этого всегда хочется, не так ли?
— Но подчас великими целями прикрываются совсем иные задачи… Так было и в этом случае. Итак, самое начало 60-х годов. Идеи Шампаньи властвуют в нашей микробиологической промышленности. Создано крупное производство белка для животных.
— Но ведь это прекрасно! Как известно, кормов у нас всегда не хватало…
— Однако главное в этой истории политический аспект. Во времена "железного занавеса" на целый ряд товаров было наложено эмбарго. И в частности, Советскому Союзу не продавалась соя. Эмбарго и заставило советских микробиологов искать альтернативный источник белка для животноводства.
— Соя лучше?
— Конечно. И дешевле!… Была и вторая причина. Из-за того же "занавеса" у нас была исключительно дешевая нефть. Стакан бензина стоил дешевле стакана газировки. А потому у нас образовались реальные избытки нефтяного сырья. Все это и способствовало крупнотоннажному производству микробного белка. Это был своеобразный "флюс" нашей промышленности, потому что на мировом рынке нефть стоит гораздо дороже, а производство сои намного дешевле… Кстати, у нас тогда сложилась парадоксальная ситуация. Нефтяники даже платили деньги биотехнологам, чтобы те брали у них на переработку продукцию! Ну, а потом, конечно же, пришлось оплачивать и сырье, а потому микробный белок постоянно становился дороже.
— Но тем не менее такая ситуация стимулировали развитие микробиологии?
— Безусловно. И примеров тому множество…
— Та же очистка морей и океанов от нефти?
— Единственного способа не существует. Это комплексная работа, которая начинается с механической очистки. И только на последней стадии, когда остается тончайшая пленка, начинают работать микробиологические методы. Если кто-то говорит, даже специалист- микробиолог, что он вывел культуру, способную сразу же очистить разливы нефти, то этому вы не верьте!
— Мы еще упоминали о лизине?
— Это вполне реальная работа, причем молекулярно-биологическая. Микроб выступает как продуцент. И он изменен таким образом, что производит продукт с бешенными (цифры точно не помню!) концентрациями лизина. Это искусственно полученный микроб-урод, который работает не на свое выживание, а на производство лизина. Сейчас во всем мире получается более 300 тысяч тонн микробиологического лизина. Это нормальная биотехнология, а не иллюзии. По-моему, это пример хорошей науки: совершенно новый микробиологический метод в сочетании с молекулярной генетикой дал большой экономический эффект.
— Таким образом, некоторые сенсации в микробиологии оправдываются?
— Все зависит от того, откуда и от кого получена информация. Если сенсацию выдают жулики от науки, то это мыльный пузырь. А если информация подкреплена исследованиями, то вскоре рекомендации ученых становятся вполне реальными промышленными установками.
— Сейчас я нахожусь в центре отечественной микробиологии, а потому мой вопрос естественен: чем мы можем гордиться?
— Существуют три области микробиологии. Прежде всего, промышленная, основателем которой был Пастер. Она нужна для получения или сохранения продуктов. Как истинный француз, он начинал с вина. Второе направление — медицинское. После Пастера оно было развито немцем Кохом. Третье — экологическое. Причем экология микроорганизмов отличается от экологии растений и животных тем, что она изучает не только сам организм и его взаимоотношение со средой, но его огромное влияние на среду. Если мы возьмем животный мир, то обычно исследуется, как природная среда влияет на него: при каких температурах организм выживает, как воздействуют на него тяжелые металлы и так далее. Растительный мир вместе с микроорганизмами влияет на окружающую среду на глобальном уровне, создает ее. Это направление было заложено Виноградским в конце Х1Х века. Оно и получило у нас приоритет, особенно во второй половине ХХ века. И я могу со всей ответственностью заявить, что пока в мире никто в этом с нами тягаться не может! Наиболее интересные и важные работы в этой области, безусловно, сделаны нашими микробиологами. Причем и в воздухе, и в море и на суше…
— Наверное, для развеивания сомнений требуются примеры. Допустим, по морю. Согласны?
— Море — это частный пример… С работы наших микробиологов начались количественные оценки микробов в Природе.
— И что это дало?
— Очень много шума по поводу влияния углекислоты, продуцируемой человечеством, на климат. И действительно, цифры весьма внушительны. 5 -7 миллиардов тонн по углероду ежегодно все человечество выбрасывает в атмосферу? А знаете сколько микробы выбрасывают?
— Нет, конечно…
— 55 миллиардов! Причем только в наземных экосистемах и еще около 50 миллиардов в морских! Начинался весь шум о "парниковом эффекте" с деятельности человека (и правильно, что начинался!), но когда настоящие ученые начали анализировать общую ситуацию, в частности, провели оценки о количестве углерода, который циркулирует в биосфере, то выяснилась совсем иная картина, чем думали теоретики. Одно дело, когда в глобальной цепи 5 миллиардов тонн и столько же добавляет деятельность человечество, и совсем иное, если 100 миллиардов и "добавка" составляет всего 5 процентов… Работы по количественной оценке жизнедеятельности микроорганизмов на глобальном уровне — это заслуга русской и советской школ микробиологов.
— Но все-таки по-прежнему тянет к морю…
— Порядка 10-150 миллионов тонн серы выбрасывается в атмосферу. Это результат работы промышленности. Только в морских осадках ежегодно бактерии образуют около 400 миллионов тонн сероводорода. Опять-таки деятельность микробного мира намного больше, чем деятельность человечества в конце ХХ века.
— Значит, страхи о скором загрязнении планеты, мягко говоря, преувеличены?
— Мы не должны бояться за будущее, но предусмотреть, как именно нужно бороться с загрязнением окружающей среды обязательно нужно. Необходимо и учитывать эти процессы, и справляться с ними… Приведу такой пример. Понимание глобальных процессов помогло разобраться и с таким частным явлением, как заражение сероводородом мелководной части Черного моря. То, что в глубине он есть, было известно. И именно в моей лаборатории было доказано его микробное происхождение. А были гипотезы, что он из мантии поступает и так далее… Однако в конце 50-х годов сероводород начал появляться на мелководье. А это настоящая экологическая катастрофа! Сигнал подали бычки, которые являются донными рыбами. Бычки погибли первыми, а потом устрицы…
— Утверждалось, что это последствия добычи нефти в Румынии. Разве не так?
— В 50-х годах началась развиваться большая химия и производство удобрений. Азот и фосфор попадали в Дунай, они стимулировали образование фитопланктона. Казалось бы, продуктивность в Черном море должна была повыситься — у рыбки стало больше корма, но процесс развивался совсем иначе. Значительная часть первичной продукции не успевала разложиться в водной толще, садилась на дно, где создавались аэробные условия для получения и выделения сероводорода, который и погубил все живое. А фитопланктон продолжал образовываться наверху!… Это, на мой взгляд, пример того, как микробиологи поставили точку в конце длинной цепочки разных процессов, идущих в море.
— Но вы же не стали просто наблюдателями?!
— Мы выдали соответствующие рекомендации, и ситуация начала изменяться в лучшую сторону… Правда, в данном случае "вмешалась" история. Развалился Советский Союз, Украина, Болгария, Румыния перестали применять удобрения, сельское хозяйство пришло в упадок, — и все это резко сократило сток азота и фосфора в Черное море… В декабре 1999 года у нас была последняя экспедиция туда, и мы зафиксировали, что количество рыбы увеличивается. Я привожу достоверные факты, так как исследования в Черном море мы ведем очень давно. Активность микробиологических процессов снизилась, и тут же ситуация начала выправляться.
— А что с сероводородом?
— Сероводород, который производится в донных осадках, обычно связывается с металлами, образуя сульфиды, то есть нерастворимые соединения. И они уже никакой опасности не представляют. Кстати, отсутствие того же железа в стоках Дуная — а металлы задерживались плотиной, что была построена в Венгрии, во многом способствовали распространению сероводорода по мелководью…
— И справиться с микроорганизмами — производителями сероводорода трудно?
— Пока таких возможностей у нас нет…
— Говорят, что ваши подопечные живут даже в атомных реакторах?! Это так или опять легенда?
— Это правда. Они там обнаружены. И удивляться не следует… Представим такой график: давление и температура. Человек может быть только в строгих интервалах — на графике это будет точка. Какое бы поле внешних экологических условий вы не составили, микроорганизмы занимают наибольшую площадь. Подчас даже трудно представить, что они могут жить в таких условиях! Сейчас уже известны культуры микроорганизмов, которые развиваются при температурах, превышающих сто градусов.
— А где же это может быть?!
— В морских водоемах. Это "черные курильщики".
— Название красивое…
— В рифтовых зонах океанов сквозь трещины морская вода засасывается в глубины земли, разогревается там до температур порядка 600-700 градусов, а затем выбрасывается в районах "черных курильщиков" на дно океана. Давление там — сотни атмосфер, а температура выходящего флюида свыше ста градусов. Как раз в районе "черных курильщиков" и выделены микроорганизмы. Это удивило ученых. Всегда считалось, что при такой температуре белок сворачивается — это хорошо видно, когда вы варите яйцо. Однако у этих микроорганизмов оказались специфические белковые структуры, которые функционируют при температуре выше ста градусов. Правда, есть одно условие: культивирование происходит при высоком давлении. Если оно низкое, то при кипячении происходит физический разрыв клеток микроорганизмов. В цитоплазме образуется газ, и он рвет микробную клетку…
— На Венере высокие температуры и высокие давления, значит, там могут жить какие-то микроорганизмы?
— К сожалению, там кислотные облака… И вообще — условия жуткие! А отдельные микроорганизмы могут существовать лишь при 10-ти процентной кислоте. На Венере же — в десятки раз больше…
— Но может быть, они успели там приспособится: времени у них было много — пару миллиардов лет?
— Не могу ничего утверждать или отрицать… Я плохо знаю Венеру. В отличие от Марса, которым я много занимался… На Венере земных микроорганизмов быть не может, потому что для них необходимое условие существования — жидкая водная фаза.
— В там случае перенесемся на Красную планету?
— На Марсе жизнь была. Я поддерживаю именно такую точку зрения.
— "Была"?
— И весьма активной…Я думаю, что найти следы "живой", продолжающейся жизни, а не только "окаменелой", шансы есть. Но искать нужно в очень определенных местах…
— Это звучит сенсационно! Ведь я слышу эти слова не от фантаста!?
— Абсолютно бесполезно искать жизнь на поверхности Марса, а именно это делалось в прошлом. Жизнь, вероятнее всего, сохранилась там в "подземных убежищах", где есть остаточная гидротермальная активность.
— То есть где есть лед?
— Нет! Во льду можно найти только окаменевшие остатки. Необходимо активно функционирующая жидкость, которая, убежден, есть на больших глубинах…
— Надо бурить?
— Конечно.
— Это необычайно сложная задача…
— Но она технически решаема! Специалисты по космической технике уже доказали, что они могут делать подобные установки… Но бурить придется на сотни метров. Я считаю, что там есть активная микробная жизнь, а не просто "спящие клетки", которые мы находим в ледниках Антарктиды. Потом мы их высеваем на хорошую питательную среду, и часть из них начинает функционировать. На Марсе, убежден, "питательный раствор" не потребуется.
— И у вас есть серьезные основания утверждать это?
— Конечно, иначе я не делал бы подобные заявления, потому что вы правильно заметили, что я ученый, а не писатель-фантаст… Основание первое: Земля и Марс — планеты-близнецы, они образовались из одного и того же космического материала, из единого протопланетного облака. Логически предположить, что обе планеты шли одним путем. На Земле жизнь появилась как один из этапов формирования планеты. Для этого потребовалось уплотнение материала, отгонка летучих компонентов, ядерный разогрев, появление газовых элементов, из которых образовалась вода и атмосфера. Там, где появился океан, возникла или была занесена из космоса жизнь. Фосфор, углерод и все остальное, что нужно для жизни, пришли из глубин Земли… Такие же процессы шли на Марсе. Тому есть прямые доказательства. Сейчас на поверхности Марса воды нет, но она была — это показывает проведенное картирование планеты, где четко просматриваются разветвленные речные системы. Итак, первые этапы формирования Земли и Марса были одинаковые.
— Пожалуй, с этим нельзя не согласиться!
— Но потом шло остывание планеты, она теряла атмосферу, и жизнь уходила в глубь, потому что некоторые микроорганизмы могут развиваться без Солнца, без фотосинтеза. Что это за микроорганизмы? Например, метанобразующие. Им нужны продукты вулканической деятельности, углекислота, водород и вода, ну и немножко азота и фосфора, которые всегда присутствуют в породах…
— А почему вы не приводите как доказательство своей точки зрения "марсианские" метеориты? Ведь большинство сторонников жизни на Марсе именно их считают главным аргументом их точки зрения?
— Те доказательства о присутствии в них жизни, которые приводят американские исследователи, извините за выражение, полная туфта. На мой взгляд, это классическая "раскрутка" сенсации для того, чтобы налогоплательщик не жалел денег на работы в космосе.
— Американцы провели ряд блестящих полетов к Марсу, и понятно, что они этим гордятся?!
— Но метеориты-то здесь причем?! Есть 12 "марсианских метеоритов", но внимание уделяется американцами лишь одному из них — это самый древний метеорит; когда он образовался, жизни ни на Марсе, ни на Земле еще не могло быть! Его возраст — четыре миллиарда лет… А вот на остальных метеоритах получены очень интересные результаты. В частности, некоторые данные мне удалось интерпретировать таким образом, что можно уже доказывать о существовании в прошлом жизни на Марсе.
— Каким образом?
— Микроорганизмы, среди многих своих чудесных способностей, могут фракционировать стабильные изотопы. В частности, углерод-12 и углерод-13. В колбу, где сидят метанобразующие бактерии, вы даете углекислоту с определенным составом изотопов. Они ее кушают, превращая ее частично в биомассу и частично в метан. В метане соотношение стабильных изотопов уже другое, он обогащен легким углеродом-12. Аналогичная картина и в биомассе. А остаточная кислота, не использованная микроорганизмами, содержит тяжелого изотопа больше, так как чудес не бывает: закон сохранения вещества никто не отменял. Логично?
— Логично.
— Немецкие исследователи, предложившие термин "марсианские метеориты", изучали их традиционными методами. Метеорит- это кусок изверженной породы, разбитый трещинами и кавернами. Именно в них и сидят минеральные ассоциации. Немцы изучают их и говорят, что эти кристаллы выпадали из водного раствора. Они выясняют свойства этих кристаллов, а также условиях их образования. Свои выводы они публикуют, и очень этим довольны. Английские исследователи из этих же самых образцов берут углерод карбонатов и видят, что он "изотопно тяжелый". И также публикуют эти данные. Я беру данные немцев и англичан, добавляю эксперименты с метанобразующими бактериями и говорю: ребята, температура ниже 100 градусов, данные такие-то, а следовательно, микроорганизмы могут прекрасно функционировать. Ну что? — мне в ответ. А то, что карбонаты тяжелые, а органическое вещество легкое!
— Значит, это прямое доказательство того, что на Марсе функционировали микроорганизмы?
— Другого объяснения просто быть не может! Микроорганизмы функционировали в условиях низко температурных геотермальных растворах. И коль скоро такие условия на Марсе сохраняются, то только там нужно искать их.
— "Викинги" действовали иначе?
— Работа этих автоматических станций на Марсе строилась по "земной схеме", то есть поиск жизни велся на поверхности планеты.
— Можно считать, что марсианам не повезло: они не занимались космическими исследованиями, а потому им пришлось уйти жить в глубь планеты?
— Американцы ориентировались на поверхностные горизонты потому, что ничего об этой планете не было известно. "Викинги" дали науке уникальную информацию! В частности, никто не предполагал, что там есть "супероксиданты", которые сжигают всю органику.
— Это что за "звери"?
— Их называют по-разному… Проще говоря, это окислы металлов, которые при взаимодействии с органическим веществом его химически окисляют. Один из экспериментов "Викинга" — это поиск органического вещества. Это была достаточно тонкая и чувствительная аппаратура. Однако эксперимент дал отрицательный результат, хотя такого не могло быть, так как Марс бомбардируется метеоритами, в которых есть органика… Тогда-то и возникло предположение о "супероксидантам". Были проведены соответствующие эксперименты, в том числе и моделировались условия на Марсе, и они подтвердили теоретические предположения… Это была целая трагедия для ученых!
— Почему же?
— Когда американцы посадили аппарат на Марс, то первое, что было зафиксировано, — это выделение кислорода. Потом они поместили в грунт органику — весьма оригинальный эксперимент! — и у них пошла кислота. Значит, жизнь есть! Но вдруг все закончилось, чего при биологическом процессе просто быть не может…И тогда родилось предположение, что в грунте Марса есть сильный окислитель, и именно он порождает таких эффекты… Я представляю всю глубину разочарования американских исследователей, которым показалось, что одно из величайших открытий в истории человечества ими уже сделано! Кстати, один из руководителей этого эксперимента отвергает до нынешнего дня все доводы "против" и утверждает, что они нашли жизнь на Марсе… Некоторые считают, что он сошел с ума.
— И это можно понять! Я был свидетелем того, как были разочарованы ученые, когда они не нашли жизнь на Венере. Двое из них говорили даже, что теперь они поняли, что жизнь прошла напрасно, мол, только эта мечта заставляла их заниматься наукой… Кстати, один из них стал потом священнослужителем.
— Если идешь в науку, то ясно должен понимать, что разочарований больше, чем праздников. Однако если уж удача улыбнется тебе, то удовлетворение получаешь высочайшее!
— Есть ли микроорганизмы, которые неизвестны?
— Таких от 80 до 90 процентов!
— У вас работы хватит еще на много-много лет!?
— Процесс познания, как известно, бесконечен…
— А как же эти микроорганизмы от вас скрываются? Неужели их нельзя увидеть?
— Можно увидеть и даже определить химический состав, но никто не знает, как их культивировать! Они присутствуют в природных объектах, и мы о них знаем, но выделить культуру этих микроорганизмов мы пока не умеем… История эта очень любопытна, но я должен вернуться к истокам нашей науки. Кох предложил первый метод количественного учета микроорганизмов и способы выделения их чистой культуры. Без этого разобраться с нашими подопечными просто невозможно, так как, к примеру, один образует сероводород, другой его окисляет. То есть без чистой культуры вы не можете понять с чем вы имеете дело, как не зная английского языка, вы не можете говорить с англичанином… Итак, есть чашки Петри, на них агаровая среда с добавкой мясного бульона, или картошки, или каких-то органических веществ. И этот метод прекрасно работал и продолжает работать, когда вы имеете дело с организмами, которые развиваются за счет именно этих органических веществ. В первую очередь это паразиты и болезнетворные микроорганизмы. Они очень капризны по условиям культивирования, и им полноценные питательные среды. Есть патогенные микроорганизмы, которые не растут, если в среде нет кровяной сыворотки…
— Этакие хищники?!
— Им все нужно подать "на тарелочке" — аминокислоты, фрагменты белка, все остальное…
— Все, что связано с медициной?
— Конечно. Но там тоже появляются микроорганизмы, которые ставят в тупик медиков. К примеру, та же "болезнь легионеров", о которой сегодня много говорят… Но тем не менее в медицине известно процентов семьдесят микроорганизмов, так как к этой области всегда было повышенное внимание. И может быть, появление новых микроорганизмовсвязано не с незнанием ученых, а с продолжающейся эволюцией природы, которая создает все новые и новые микроорганизмы… Так вот, исследователи пользовались классическими чашками Коха для изучения количественного содержания микроорганизмов в почве, воде. Данные получались смехотворными! Скажем, вы посеете кубик чистой морской воды и у вас ничего не вырастет. Что же она стерильная? Да, нет, конечно же… Первым об этом задумался тот же Сергей Николаевич Виноградов, который понял, что "чашечные методы" не могут дать полной картины. Он брал почву, разводил ее водой. Эту разбавленную суспензию наносил на стекло, красил и помещал под микроскоп. И там, где используя метод Коха он наблюдал только тысячи микроорганизмов, то теперь увидел миллионы и десятки миллионов! Тогда он поставил естественный вопрос: что же знаем? Оказывается, очень и очень мало…
— Если немного пофилософствовать, то так и должно быть.
— Есть еще одно подтверждение нашего "незнания". Животные получают готовую пищу: рыба- червяка, лев — кусок мяса, таракан — крошки печенья, которые останутся на столе после нашего чаепития. Растения живут за счет фотосинтеза. Физиологические особенности микроорганизмов резко отличаются друг от друга, и от растений и животных. Многие физиологические группы изучены, но ежегодно открываются новые группы… Несколько лет назад я приезжаю к своему другу в Германию. Он предлагает мне посмотреть на "диковинку" — на микроорганизмы, которые вместо сероводорода используют в пищу железо и проводят процесс фотосинтеза… А совсем недавно одна из наших сотрудниц выявила группу микроорганизмов, которые используют в пищу соли технеция, то есть искусственный, не существующий в природе металл! Причем они превращают пятивалентный технеций в двухвалентный, что очень важно, так как первый легко растворяется в воде, а потому от него трудно избавиться, а второй — не растворяется и выпадает в осадок. Следовательно, чистить воду от технеция можно с помощью микроорганизмов.
— Теперь я понял, куда надо направлять деньги, идущие на разоружения. Нужно не строить хранилища для плутония, а запускать в него микроорганизмы, чтобы они "съедали" его… Такое возможно?
— Если подумать, то возможно и такое — это не совсем фантастическая идея. Мы активно занимаемся глобальной микробиологией, и в некоторых направления продвинулись столь далеко, что можем уже создавать современные технологии.
— Например?
— Технология повышения нефтеотдачи.
— Это очень сложные вещи. Знаю, что даже ядерные взрывы пытались приспособить для этого! Но вот о микробах не слышал…
— История этого метода весьма любопытна. На Западе решили сделать просто: закачать микроорганизмы в нефтяной пласт. На это было оформлено несколько сотен патентов, но ни один из них так и не реализован.
— Почему?
— В основном, из-за того, что там не занимались экологией микроорганизмов. В основном, там готовятся специалисты для медицины. И в нефтяных пластах микроорганизмы у них не работали — ведь там нет ни сахаров, ни мясного бульона, да и температуры, давления и соленость высокие, и кислорода нет. Естественно, любые попытки использовать микроорганизмы в нефтяных пластах кончались неудачами.
— Неужели никто не нашел выхода?
— Один польский микробиолог попытался закачивать в скважины не только микроорганизмы, но субстрат для них — это отходы сахарной промышленности. Результат был положительный: нефтеотдача повысилась. В своих статьях он писал, что нефти скважины начали давать больше вдвое! Но дело в том, что все происходило на старом месторождении — объемы нефти измерялись десятками литров, ее запасы были исчерпаны. Тем не менее об этом эксперимента стало широко известно, а потому началась "массовая закачка" микроорганизмов в скважины — все мечтали добывать нефти в два раза больше! Разочарование пришло очень скоро, все попытки таким способом поднять эффективность скважин завершились провалом.
— А вы лишь наблюдали со стороны?
— Фактически так… Однажды даже пришлось объясняться по этому поводу у председателя Госплана СССР. Он вызвал нас (я работал тогда в Пущино) и сказал: "Почему работы с микроорганизмами идут во всем мире, а у нас нет?" Я популярно разъяснил ему, что одно дело экспериментировать в лаборатории, но совсем иное на нефтяном месторождении. Но тем не менее он попросил нас подумать об этом направлении, и возможно, что-то предложить дельное. Я согласился. Через месяц я пришел к нему и предложил разработать свою, оригинальную технологию.
— И наметили сроки?
— Нет. И он, и я прекрасно понимали, что потребуется много времени. Сегодня я могу точно сказать о сроках — на работу ушло 25 лет!
— А результат?
— Есть определенное месторождение. На определенном этапе его эксплуатации начинает падать пластовое давление. В скважины начинают закачивать с поверхности воду, чтобы поддерживать давление. Сколько бы эту воду ни чистили, там все равно остаются микроорганизмы. И еще, что важно, вместе с водой попадает туда и растворенный кислород. От него сейчас тоже пытаются избавиться, но это стоит денег. Что же происходит внизу? Там идет отбор микроорганизмов, которые способны выжить в условиях этого конкретного месторождения.
— Двух одинаковых ведь нет?
— Конечно, и мы это учитывали… Итак, в месторождении идет селекция микроорганизмов, и они в нем живут. Прежде всего в призабойной зоне, через которую идет закачка воды. Что они там делают? Заботы у них разные, но, в частности, углеводородокисляющие бактерии, используя то небольшое количество кислорода, которое попадает с водой, окисляют часть остаточной нефти. При этом образуются газы, поверхностно активные вещества и органические кислоты, — все то, что по разным механизмам способствует нефтеотдачи. Однако эти микробы сидят там в загнанном состоянии, "на лимите", как мы говорим…
— И вы используете такой сленг?
— Он достаточно точен… Микробам мало кислорода. Что же мы делаем? По той же самой скважине, по которой ведется закачка воды, мы с помощью компрессора подаем кислород, а также немного азота и фосфора из бачка. И таким образом мы активизируем деятельность наших бактерий. В результате, резко увеличивается выход нефти…
— Как у поляка — несколько килограммов?
— Если бы это было так, я не рассказывал бы вам о новом методе… Уже сегодня с его помощью получено полмиллиона тонн нефти!
— Не может быть?! Или очень много денег тратите дополнительно?
— Полмиллиона тонн при дополнительных вложениях менее 10 долларов за тонну. Обратите внимание: не за баррель, а за тонну.
— Вы, наверное, баснословно богатые люди?!
— Так и случилась бы, если бы у нас существовала нормальная рыночная система.
— Надеюсь, мы с вами не раскрыли тайны метода? Я не хотел бы нанести урон нашей науке…
— Он защищен патентами. К счастью, мы научились это делать… Конечно, и сейчас берут достижения нашей науки за бесценок, но постепенно мы начинаем понимать ценность того, что делаем… Но я хочу сказать о другом. Самое важное в том, что познание природных экологических процессов, вызываемых микроорганизмами, уже позволяет создавать принципиально новые технологии. Реальное увеличение добычи нефти на тех участках, где мы работаем, от 10 до 30 процентов. Мы обработали уже три десятка участков, и ни на одном из них не было отрицательного результата.
— Микроорганизмы любят не только нефть?
— Пожалуй, имеет смысл привести пример с микробным выщелачиванием металла. Сколько ни бились с этой технологией, сколько ни пробовали ввести в производство лабораторные штаммы микроорганизмов, все равно на выходе имели "дичка", который приспособлен к этой конкретной руде. Но Григорий Иванович Коровайко после долгого и мучительного процесса поиска, наконец- то, добился того, что можно назвать бактериально-химической технологией получения золота. В России Рассыпное золото кончается, а 75 процентов запасов находится в коренном залегании. Основная часть его рассеяна в сульфидных минералах, и чтобы добыть золотинки из кристаллов металла, нужно разрушить минерал. Оказывается, определенные виды микроорганизмов прекрасно эту работу выполняют. По этой технологии уже работает несколько предприятий за рубежом, в частности, в Африке.
— А у нас?
— Гидрометаллургия была у нас не в почете. Только сейчас ситуация меняется. Недавно появился один хозяин приисков, который решил делать такую установку у себя. Проектная мощность ее десять тонн золота в год…
— Золото, полученное с помощью микроорганизмов?
— Да, именно так, хотя и звучит несколько фантастично.
— Михаил Владимирович, когда и как вы пришли в микробиологию?
— Приблизительно в седьмом классе я понял, что стану биологом. Мой прапрадед был математиком. Он написал учебник, и я еще по нему пары хватал… А если серьезно, на два наших поколения оказал огромное влияние дед, который был микробиологом. Работал в Московском университете. Из пяти его детей четверо получили биологическое образование, а из одиннадцати внуков шесть пошли в биологию. В восьмом классе я уже выписывал журнал "Микробиология". Таким образом, я был одним из самых старых подписчиков его. И когда уехал в Пущино, то полный комплект журнала передал в библиотеку института — там не было старых номеров.
— Дед помогал вашей научной карьере?
— Скорее я ему мешал… По своей глупости я пошел в МГУ на кафедру деда. Была определенная неловкость. К примеру, дед принимает экзамен по технической микробиологии. Я выхожу с билетом. Дед собирает всю кафедру, чтобы экзаменовать меня… На третьем курсе я, наконец-то, сообразил, что создают излишние трудности для деда, который в силу своей интеллигентности мне об этом сказать не может. Я пришел к нему и откровенно поделился своими сомнениями. Он посоветовал мне идти в Институт микробиологии, но с одним условием, что меня туда возьмет Сергей Иванович Кузнецов. Я пошел к нему, и он взял меня. Это было летом 1952 года, и с тех пор я начал заниматься экспериментальной микробиологией. Первая моя курсовая работа была опубликована, так что скоро я буду справлять юбилей — полвека научной деятельности.
— Вы упомянули о Пущино? Почему идея о создании биологического центра в конце концов увяла?
— Идея была прекрасной, но она не учитывала менталитета среднего российского ученого. А он складывался под влиянием финансирования бюджетных научных организаций, а оно было всегда стабильным. Я, поступив в Институт микробиологии, был уверен, что если мне нравится какая-то проблема, то я смогу ей заниматься всю свою жизнь. И большинство наших ученых являются специалистами в очень узкой области. Плюс к этому — необходимость прописки и квартиры. Все это привязывало людей к одной проблеме. И это было главное отличие от организации науки на Западе. Там в большинстве институтов надо гоняться за грантами. А система грантов как раз предусматривает то, что человек должен менять тематику исследований. Сегодня чиновники от науки выводят на первое место молекулярную биологию, а завтра — экологию микроорганизмов, а послезавтра — разработку технологий повышения нефтеотдачи с помощью микроорганизмов. Профессор на Западе старается получить такие гранты, потому что это поможет ему сделать его лабораторию богаче, современной. Система грантов стимулирует также миграцию ученых из одного института в другой, и это также способствует динамичному развитию науки. У нас не было объективных оснований для такой системы грантов, и это, на мой взгляд, сдерживало развитие. Кто шел в Пущино? Прежде всего люди из провинциальных институтов и выпускники московских вузов, которые не смогли жениться на москвичках. Они получали прекрасные условия для работы и жилье. Но они и оседали в Пущено… Ну, а далее развал финансирования, и как следствие, забвение тех высоких идеалов, ради которых создавались под Москвой научные центры.
— Полвека прошло, как вы начали заниматься микробиологией. Результаты ощутимы?
— Сделано очень многое. Микробиология приблизилась к точным наукам.
— Вы агитируете молодых идти в вашу отрасль?
— Я этим занимаюсь постоянно на кафедре микробиологии Московского университета. Читаю курс "Микробная биохимия и биотехнология" и начинаю свои лекции с рассказа о том, что глобальные проблемы, которые стоят перед человечеством — и кислые дожди, и изменение климата, и исчерпание ресурсов, и дефицит чистых природных вод, и многое другое, — во многом замыкается на недостаточное знание природных микробиологических процессов. А следовательно, для молодых открываются огромные возможности для приложения своих талантов и сил.
— Они откликаются?
— Молодые идут в микробиологию. Это не может не радовать. В 1988 году было 28 аспирантов. В 1995 году число аспирантов снизилось до 11 человек. К 2000-му году — 21 аспирант.
— Чем вы объясняете то, что молодые потянулись в науку?
— Думаю, что нужно понять, почему был отток из науки. К 1992 году из 40 человек, которых я взял в институт, ушло 25. Молодые люди уходили из науки, так как на академическую зарплату они не могли прокормить свои семьи. Кто-то уехал за рубеж, но большинство ушло в бизнес. Отток был связан как бы с безнадежностью занятия наукой. А дальше пошел обратный процесс, который во многом был связан с тем, что были сняты ограничения на контакты с зарубежными коллегами. Пошли деньги от Сороса, а потом от солидных научных организаций — от НАСА, от крупных институтов, из Швейцарии — были выделены гранты на совместные исследования. К примеру, в моей лаборатории все молодые ребята купили машины. Не все новые, но тем не менее… С одной стороны появились альтернативные источники финансирования, а с другой — возможность поработать некоторое время в хороших зарубежных лабораториях и центрах. Это помогло нашей науке поднять свой авторитет у молодежи.
— Вы уверены в будущем?
— Беспокоит непредсказуемость бюджетного финансирования. У меня нет уверенности, что я смогу завтра выдать зарплату своим сотрудникам. Поэтому я не могу говорить, что уверен в будущем…
— А оптимизм?
- Без него наука, на мой взгляд, просто существовать не может…
На том закончилась наша беседа. Надо было торопиться — был объявлен "санитарный день": в здании начали травить тараканов.
Гигантский стеклянный куб Сбербанка России нависает над Институтами Академии, что находятся на это "островке науки". Интересно, а в нем тоже морят тараканов?!