Mobilis in mobili. Подводим итоги и заглядываем в будущее

Подводить итоги года в науке и образовании в России и в мире непросто; на ум приходят строки Владислава Фелициановича Ходасевича: «И ты, моя страна, и ты, ее народ, умрешь и оживешь, пройдя сквозь этот год, — затем, что мудрость нам единая дана: всему живущему идти путем зерна». Мы понесли немало утрат, пережили самоизоляцию и вынужденную эмиграцию в виртуальное пространство, наблюдали «одобрение поправок в Конституцию РФ» и упразднение РФФИ, жестокий приговор по делу Юрия Дмитриева и вполне кафкианское развитие других резонансных судебных процессов. Однако ученые продолжают работу: испытывают вакцины, оттачивают технологии генетического редактирования, запускают космические аппараты к Марсу, анализируют атмосферу Венеры, расшифровывают письменность острова Пасхи и переводят буддийские предания. По традиции редакция ТрВ-Наука обратилась к нашим постоянным авторам с просьбой рассказать о наиболее ярких событиях года и поделиться планами и надеждами на будущее. Публикуем отклики, поступившие на данный момент. Плаванье продолжается.

Евгений Кунин, вед. науч. сотр. Национального центра биотехнологической информации Национальной медицинской библиотеки Национальных институтов здравоохранения США:

2020-й, безусловно, ­тяжелый год, один из труднейших на моей памяти, по очевидным причинам. Но, несмотря на всё это, научных достижений немало — и в большом мире, и в малом мирке. Случилось так, что я работаю в довольно широком спектре научных направлений, так что затрону весьма разнородные темы.

С чего еще начать, как не с вирусологии, где произошли, мне кажется, важные события.

Хоть и не без смущения, упомяну собственную работу [1], где построена общая картина эволюции мира вирусов, т. е. эволюционных взаимоотношений между основными типами вирусов. На основе этой реконструкции в той же статье предложена новая систематика вирусов, которая и была без задержки официально принята Международным комитетом по таксономии вирусов (ICTV). На мой взгляд, эта работа ставит всю вирусологию на новую, систематическую, куда более строгую основу, что сейчас, как никогда, актуально.

Ну и, собственно, о коронавирусе SARS-CoV-2. Пандемию, конечно, тяжко переносить, однако, с точки зрения науки, она создала беспрецедентные возможности для изучения микроэволюции вирусов и динамики эпидемий. Размах геномного анализа коронавирусов совершенно беспрецедентный. Я не хочу сейчас называть конкретные публикации — для этого, по-моему, не пришло время, но нет сомнений, что мы выйдем из пандемии с новым уровнем знаний об эволюции вирусов в масштабе реального времени и об их взаимоотношениях с популяцией хозяина.

Теперь о микробиологии. Нобелевскую премию за CRISPR наконец-то присудили. Это никого не удивило, как и выбор лауреатов, которые премию, бесспорно, заслужили.

Мог ли быть третий лауреат или вообще другой выбор? Да, конечно, особенно если бы премия была присуждена по физиологии и медицине, а не по химии. Так всегда бывает: крупное новое направление никогда не создается двумя людьми. Но это неважно. Само революционное достижение отмечено заслуженной наградой, которая попала в достойные руки, так что всё замечательно.

Интересно, что в 2020 году были открыты многочисленные новые системы защиты микробов от вирусов с исключительно разно­образными, иногда сложными и, как говорится, элегантными молекулярными механизмами. И открыты они были не случайно, а в результате целенаправленного скрининга геномов с последующей систематической экспериментальной проверкой. Главные достижения здесь принадлежат лаборатории Ротема Сорека из Института Вейцмана [2, 3, 4]. Но и мы с Фэн Чжаном неплохо отметились [5].

Исследования продолжаются.

А помимо этого, получена в лаборатории долгожданная культура клеток ближайшего родственника эукариот — археи из супергруппы Асгард [6]. Эта работа — своеобразный научный подвиг японских микробиологов, которые боролись с упрямыми археями 10 лет, пока наконец не заставили их расти. Методы культивирования необходимо улучшать, но это всё равно крупнейшее достижение. Выяснилось к тому же, что археи из супергруппы Асгард растут фактически в симбиозе с бактериями, в так называемом состоянии синтрофии, что отлично согласуется с ранее предложенной гипотезой происхождения эукариот [7].

Теперь о крупнейшем достижении в сов­сем другой области — структурной биологии, о котором было объявлено в самом конце года [8].

Программа AlphaFold, созданная исследователями из компании Google на основе методов искусственного интеллекта, дает небывалую точность предсказания структуры белков по аминокислотной последовательности. Это качественный прорыв — впервые можно сказать, что мы таки умеем предсказывать структуру относительно простых белков по последовательности (раньше лучшие методы предсказывали кое-что иногда). Этот результат поднимает компьютерную биологию и геномику на новую ступень. Показательно, что он получен с помощью искусственного интеллекта: революция, о которой так долго твердили писатели-фантасты и многие ученые, наконец свершилась. Нейронные сети уже незаменимы практически во всех областях биологии и химии, и это только начало.

Моя главная надежда — что пандемия закончится и нам удастся снова работать в лаборатории, а не только из дома, и, главное, собираться с коллегами из разных стран на конференциях — и в зале, и в баре. Эти контакты не заменить ничем, никаким Zoom’ом.

Пандемия закончится, но исследование микроэволюции вирусов не прекратится. Наоборот, мы его сейчас разворачиваем широким фронтом и надеемся выявить общие принципы — я практически уверен, что это удастся. Есть серьезные основания ожидать дальнейшего прогресса в изучении противовирусной защиты микробов — здесь тоже есть четкие идеи о том, как перейти на более глубокий уровень понимания. Исследование разнообразия архей позволит лучше понять происхождение эукариот — опять-таки, есть уже предварительные данные, так что не сомневаюсь.

Ну и наконец, с годами меня всё более привлекает общая теория эволюции сложности в биологии и даже за ее пределами. Это дело непростое, уверенности в том, что прорыв случится в 2021 году, нет, но куда двигаться в целом — понятно.

Так что никаких сложностей с выбором важных и интересных тем нет.

Проблема в том, чтобы хватило сил и времени.

Александр Хохлов, популяризатор космонавтики, член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России

В уходящем го­ду бы­ло много событий, связанных с пилотируемой космонавтикой. Особую роль в этом сыг­рала компания SpaceX, ведь в ­2020-м американские пилотируемые корабли вернулись в космос: в мае стартовал испытательный Crew Dragon с двумя астронавтами, а в ноябре — уже штатный корабль с экипажем из четырех астронавтов (SpaceX Crew-1). Сейчас на борту Международной космической станции уже 64-я долговременная экспедиция, впервые состоящая из семи, а не шести членов экипажа.

Но важно не только то, что сделала компания Илона Маска по контракту с NASA, важно то, что делается сейчас конструкторами и рабочими SpaceX на полигоне Бока-Чика на юге Техаса. Там отрабатывается прототип второй ступени сверхтяжелой ракеты, которая одновременно является космическим кораблем (Starship).

В этом году мы нередко видели фотографии и видео взрывов первых прототипов, но такова, увы, цена познания. Совсем недавно, 9 декабря 2020 года, состоялся испытательный полет прототипа Starship SN8 [1], который на трех метановых двигателях Raptor поднялся на высоту 12 км. Выполнены были все задачи, кроме последней — мягкой посадки: прототип взорвался при падении на землю из-за преждевременного отключения одного из двигателей. Но в этом и заключается стратегия SpaceX — искать ошибки при натурных испытаниях. Уже готовится к полету SN9.

Starship создается для выведения спутников на низкую орбиту около Земли, а также для межпланетных полетов. Из марсианских планов NASA на ближайшее десятилетие можно отметить только длительную и дорогую совместную миссию с Европейским космическим агентством по доставке грунта с Красной планеты. Поэтому очень хочется надеяться, что воплотится в жизнь желание Илона Маска отправить людей на Марс до 2030 года.

Если говорить об ожиданиях на 2021 год, то это успешная стыковка российской научной лаборатории МЛМ «Наука» к МКС и начало сборки на орбите многомодульной китайской орбитальной станции.

Также жду в феврале начала новой марсианской одиссеи сразу трех космических миссий:

• США: марсоход «Персеверанс» (Perseverance);
• Китай: орбитер, посадочный аппарат и марсоход; миссия «Тяньвэнь-1» (天問一號);
• ОАЭ: орбитер «Аль-Амаль» (الأمل).

Эти аппараты с каждым днем всё ближе и ближе к Красной планете.

Дмитрий Вибе, докт. физ.-мат. наук, зав. отделом физики и эволюции звезд Института астрономии РАН

Самые яркие события пришлись на конец года — это доставка на Землю вещества астероида Рюгу в рамках японской миссии «Хаябуса-2» и новой порции лунного грунта в рамках китайской миссии «Чанъэ-5».

Если говорить о научных статьях, то самой яркой публикацией в области моих интересов (именно самой яркой; научная значимость находится в процессе выяснения) стала, безусловно, публикация об обнаружении фосфина на Венере, которая обсуждалась и на страницах «Троицкого варианта». Она породила многочисленные дискуссии не только научного, но и этического плана. Допустимо ли одним исследователям привлекать внимание к своим результатам, играя с темой внеземной жизни? Допустимо ли другим исследователям учить первых, как они на самом деле должны были поступить? Здесь интересна не только исходная статья, но и ответные работы, которые заставили авторов открытия фосфина через пару месяцев несколько пересмотреть полученные результаты.

Еще одним итогом 2020 года я бы назвал рост популярности онлайн-конференций и осознание того факта, что они представляют собой не простую замену «обычных» конференций, а отдельный вид научных мероприятий со своими, довольно значительными, достоинствами (хотя, да-да, ничто не заменит личного общения).

Если говорить о личных достижениях, то мне весь год было безумно интересно следить за нашими совместными наблюдениями с коллегами из САО РАН и ГАИШ МГУ и участвовать в их интерпретации. В июле 2020 года у нас вышла статья, в которой мы попытались восстановить трехмерную структуру области ионизованного водорода с романтическим именем Sh2–235, в значительной степени опираясь на данные, полученные на метровом телескопе САО РАН при помощи прибора с еще более романтическим именем MaNGaL (Mapper of Narrow Galaxy Lines). А с Кавказской горной обсерватории МГУ почта на протяжении всего года приносила красивейшие снимки похожих объектов, сделанные при помощи инфракрасной камеры ASTRONIRCAM 2,5-метрового телескопа. Я очень признателен коллегам, благодаря которым оказался вовлечен в эти исследования: Алексею Моисееву, Андрею Татарникову, а более всего Марии Кирсановой.

Что сулит будущее? Во-первых, в самом начале 2021 года сразу три космических аппарата прибудут на Марс. Во-вторых, ждем с нетерпением результатов анализа грунта, привезенного на Землю с Рюгу и Луны. Надеемся, что состоится все-таки запуск космического телескопа JWST! Ну и сами мы продолжим проводить лабораторные астрохимические исследования и наблюдать, наблюдать, наблюдать!

Алексей Оскольский, докт. биол. наук, вед. науч. сотр. Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН, преподаватель Университета Йоханнесбурга (ЮАР)

К сожалению, для российских ученых этот год был полон разных передряг, а завершился настоящей катастрофой — бессмысленной и беспощадной ликвидацией РФФИ. Тем не менее, несмотря ни на что, работа продолжается.

Я не могу назвать совсем уж прорывных работ по ботанике, вышедших в мире в 2020 году, но в той области, которой я занимаюсь (структура древесины и других тканей деревьев и кустарников в связи с их функционированием и эволюцией), кое-что важное есть. Такова, например, работа группы мексиканских ученых под руководством Марка Олсона [1]. Они показали, что многие параметры древесины зависят от высоты дерева, а точнее — от высоты водного столба в сосудах этой ткани. Поднять воду на высоту в несколько десятков (а иногда и за сотню) метров — задача непростая, но ствол дерева ее решает. О влиянии высоты дерева на строение древесины знали и раньше, но явно недооценивали этот фактор. Теперь мы будем знать о древесине больше.

Мне также очень интересны попытки отследить эволюцию генов, ответственных за формирование древесины у цветковых растений. Такие гены, однако, сначала надо выявить. Сейчас в распоряжении ученых есть последовательности нуклеотидов для огромного числа генов, но функции большинства из них неизвестны. Некоторые гены, вовлеченные в регуляцию формирования древесины, выявили калифорнийские ученые во главе с Мэтью Зинграфом [2]; в перспективе их результаты позволят нам больше узнать о том, как шла эволюция древесных растений.

Лично я очень доволен научными результатами уходящего года. В 2020 году вышла наша статья, подготовленная вместе с польскими коллегами [3]. Она посвящена эволюции древесных форм у морковок (да-да, некоторые морковки — самые настоящие деревья). На их примере нам удалось предложить новую гипотезу, объясняющую, от чего зависят изменения в строении древесины при переходах от трав к кустарникам и деревьям. Теперь будем проверять ее на других группах растений.

Еще в этом году вышла наша с китайскими коллегами статья об ископаемой древесине агатиса из позднеолигоценовых отложений острова Хайнань [4]. Агатис (известный также как каори или даммара) — это очень высокое и красивое тропическое хвойное дерево, c широкими листьями и огромными шишками. Наша находка — самое первое свидетельство появления этих деревьев в Азии и вообще в Северном полушарии, куда они мигрировали из Австралии. По ней можно судить об истории становления и расселения этой группы растений.

Кроме того, мы наконец-то закончили изучать анатомию древесины кустарников из семейства протейные, распространенных в Южной Африке и Австралии. Результаты интереснейшие, но я смогу рассказать о них широкой публике позже.

Еще я впервые занялся народной меронимией (или партонимией) растений — то есть изучением того, как осмысляется строение растений в языках и культурах разных народов. Я анализировал названия плодов марулы (из которых делают ликер «Амарула») в различных южноафриканских языках. Результаты получились не совсем банальные, но с ними тоже подождем.

Еще я внес маленький вклад в изучение письменности острова Пасхи — определил древесину для одной дощечки, на которой сохранились письмена ронгоронго…

Словом, в этом году я не скучал, и в будущем скука не предвидится. Чего и всем желаю.

Александр Мещеряков, докт. ист. наук, профессор Института классического Востока и античности НИУ ВШЭ

В 2020 году вышел перевод на русский замечательного романа Каги Отохико «Столица в огне» [1]. Мне посчастливилось быть переводчиком и редактором этого перевода, который мы делали совместно с моими бывшими учениками и нынешними коллегами.

Кага — живой классик, лауреат всех мыслимых и немыслимых литературных премий. В русском переводе уже выходил его роман «Приговор», но «Столица в огне» — самая знаменитая его вещь. Это такая «Война и мир» на японский лад — как по объему, так и по звучанию. Это широкое полотно со многими героями и с разными судьбами. Действие происходит в предвоенное и военное время. Мы привыкли приравнивать Отечественную войну ко Второй мировой, но Кага напоминает нам, что это не так. От этого, разумеется, война не становится менее ужасной. Автор рассказывает о том, как простые японцы предчувствовали и воспринимали эту войну, как они малодушничали и проявляли характер, как они страдали и любили, как они жили и умирали. Обволакивающее и душенапитывающее чтение.

(Подробнее о романе я уже рассказывал по просьбе портала «Горький» [2].)

Мы с коллегами продолжаем работу. Сейчас исследовательская группа под руководством Надежды Трубниковой заканчивает огромный труд — перевод и комментирование объемного сборника буддийских преданий «Кондзяку моногатари» («Стародавние истории») [3]. Это очень ценный материал для понимания того, какими были средневековые японцы, что их волновало и радовало.

Только что у меня вышла книжка «Остаться японцем. Янагита Кунио и его команда» [4] — заключительный том трилогии, посвященной проблеме самоидентификации японцев. Работать над книгой мне было очень интересно, надеюсь, что это чувство передастся и читателю.

Кроме того, в этом году меня наградили японским орденом со звучным названием — «Восходящее солнце с золотыми лучами». Теперь моя детская страсть к блестящим металлическим предметам полностью удовлетворена.