Моя жизнь в Ботаническом саду ПетрГУ

- Мессир, можно ориентироваться на расположение Солнца и планет солнечной системы, относительно центра Вашей Галактики.

Примерно тридцать лет и три года назад мой друг - д.б.н. Борис Кауфман сказал заведующей кафедрой ботаники и физиологии растений Петрозаводского университета д.б.н. Евгении Марковской, что к.б.н. Алексей Прохоров подходит на роль директора Ботанического сада ПетрГУ и желает эту роль получить. Тридцать лет и два года назад автор этих строк исполнил свою мечту, несмотря на праведное недовольство декана эколого-биологического факультета ПетрГУ "великого и ужасного" д.б.н. Эрнеста Ивантера. Правда, это недовольство быстро прошло.

• •    Директор Михаил Васильевич Иванов посадил растения у Чертова стула в 1951-1961 гг. В те времена сотрудники ездили на работу в грузовике ГАЗ 51 и пели счастливые песни.

• •    Директор Павел Васильевич Крупышев 30 лет выращивал этот сад с неустанной помощью Антонины Лантратовой, а сам играл на баяне и мечтал о троллейбусах, привозящих в сад жителей Петрозаводска.

• •    Директор Алексей Анатольевич Прохоров, с помощью изрядного количества докторов разных наук, 32 года использовал выращенный сад на пользу ботаническим садам, ученым, педагогам, студентам и жителям России и Карелии, ну и ради познания ранее непознанного.

Долгие годы работы, начавшиеся с попытки понять, зачем я здесь, как оказалось, завершаются. Эта история заняла три солнечных цикла.

"время разбрасывать камни, и время собирать камни" (Экклезиаст 3:5)

**

Погружение в сад

Через три месяца стартового мандража (моего) ректор Петрозаводского государственного университета Виктор Васильев отправил меня в командировку в Сочи, знакомиться с коллегами из ботанических садов постсоветской Евразии. Именно там мне стала понятна суть ботанического сада – музея естественной истории, служащего естественнонаучному просвещению; инструмента познания мира вокруг нас; санатория для человеческого тела и души.

Там, по Ботаническому саду "Белые ночи", со словами «голуби мои, сизокрылые», нас водил Юрий Карпун , по всем параметрам и свойствам, сопоставимый только с Бонапартом при Аустерлице.

Слышалась барабанная дробь. Кипарисы выстраивались в каре. Эфирные масла эвкалиптов стелились над холмами, усыпанными выдающимися ботаниками, мародерствующими в цикламенах и галянтусах.

Здесь за несколько дней сформировались контуры информационного пространства ботанических садов всея Руси.

По возвращении, я встретился с директором вычислительного центра ПетрГУ Натальей Сократовной Рузановой, и попросил дать нам программиста. Так к нам пришел Михаил Нестеренко "Доброе утро" (в любое время суток), создатель первой в России качественной системы регистрации ботанических коллекций "Калипсо", основы будущих информационных ресурсов ботанических садов. Так формировался задел на будущее.

В 1995 в Новосибирске я попал на глаза Питеру Шерлоку Вайс-Джексону, генеральному секретарю BGCI (Botanic Gardens Conservation International), клевому ирландцу и покровителю российских ботанических садов. Наступали добрые времена. В марте 1997 Питер приехал в Петрозаводск, где состоялся первый международный семинар по регистрации ботанических коллекций. Питер показал нам СУБД BG-recorder. Мы показали народу "Калипсо", а в Киеве осенью уже проводили первые учебные занятия. Солнце было на минимуме, доллар стоил 6 рублей, наш темп возрастал.

Это были 90-е и основной нереализованной коммерческой идеей этого времени было создание кладбища для бойцов "бригад" города П. Стреляли, однако. А местом стрелок был Чертов стул. Именно в это время формировалась мафиозная по духу ОПГ "Ботанический сад", занявшаяся предоставлением недозволенных услуг жителям Карелии и примкнушим к ним туристам, а именно: наблюдениям за сменой времен года, восхищением пением птиц и распусканием цветов яблони, получением запрещённых знаний об эволюции растений и планеты Земля, приобретением генетических ресурсов растений с сомнительными свойствами (глаз радующие, душесогревательные и просто вкусные).

А ещё мы учились сажать сады,

и у нас порой получалось.

тете Гале (Г.И. Соловьевой)

Вы дарили мне книги, книги пахли листвою.

Они пахли цветами, древесной корою.

Разве Вы тогда знали, что когда-нибудь буду В ботаническом саде наблюдать это чудо.

Когда пахнет листвою, цветами, корою. Знать, что корни должны быть покрыты землею.

Знать, что травы должны быть политы водою. Все про воду понять и уйти в садоводы, Помогли эти книги за долгие годы.

Помогая судьбе, неслучайно и складно, Вы дарили дорогу, ведущую к саду.

Летом 1997 года кафедра ботаники и физиологии растений и ботанический сад впервые провели конференцию на Чертовом стуле. Собралось много хороших знакомых со всей Руси великой, белой и малой, чтобы обсудить "проблемы озеленения северных городов".

Счастья много не бывает - декан ЭБФ ПетрГУ, д.б.н., чл.-корр. РАН Эрнест Ивантер - наш шоумэн.

Информационные технологии для ботанических садов

Невдалеке от места, где сливаются воды Индийского и Атлантического океана, в великолепном Кирстенбошском ботаническом саду Кейптауна в сентябре 1998 проходил Пятый международный конгресс ботанических садов по охране растений. В окрестностях сада под кронами серебряных деревьев цвели эрики и гладиолусы, причем совершенно дикие. Более 400 делегатов из ботанических садов и институтов 54 стран мира прилетели в Южную Африку, дабы обменятся информацией по практическим достижениям и технологиям сохранения растений и создания банков генов; обсудить международную законодательную базу, регулирующую обмен и продажу растений, определить приоритетные темы научных исследований.

Для автора сих строк наиболее интересны были семинары, посвященные компьютерным технологиям регистрации ботанических коллекций и информационного обмена. По возвращении из Африки была создана комиссия по информационным технологиям при Совете ботанических садов России. Присматривали за нами академики РАН Лев Николаевич Андреев (слева) и Игорь Юрьевич 6

Коропачинский (справа). В центре разместились Игорь Смирнов, отвечающий за международные связи и Питер Ревин (Великий), директор Миссурийского ботанического сада, что в Сент-Луисе, субъект этих связей.

Фиалка Карру - Aptosimum procumbens

Слова «Кейптаун», «Мыс Доброй Надежды» и «Южная Африка» достаточно романтичны, а для ботаников они ассоциируются с понятием «Капское флористическое царство», что многократно увеличивает притягательность этого крошечного уголка Земли.

Южная Африка, как и предполагалось, оказалась страной колючей проволоки - это наследие апартеида используется в основном для защиты частных владений, садов, полей и заповедников. Колючая проволока - это садовая форма некоторых местных растений. Страна одноэтажная, очень красивая и во многих местах совершенно европейская. Небольшое путешествие перед началом Конгресса вдоль южного побережья Южной Африки позволило немного познакомиться с природой удивительного края, освещаемого солнцем с севера.

Это была середина сентября, в пустыне Карру была весна и все серебристо-серо-зеленое суккулентное флористическое биоразнообразие зацветало. Поближе к океану в долинах, на склонах гор и холмов процветал финбос - заросли невысоких кустарников, преимущественно протейных и вересковых. Собственно это и есть основной тип экосистем Капского царства, формируемый невероятным количеством эндемичных видов, родов и семейств.

По дороге к кейптаунскому порту меня чуть не ограбил серокожий парень с голодными глазами, через секунду его глаза были испуганными до ужаса. Белый мужик доставал оружие (в ужасе хватался за кошелек в кармане).

"В кейптаунском порту с пробоиной в борту, 'Жанетта' поправляла такелаж...". Наш рубль уже упал до 25 за "бакинский", но я был занят омыванием сапог в водах двух океанов. Мечта детства исполнялась.

Тогда Юрий Карпун еще не называл меня - «медведем в пиджаке». Наша дружба возникла чуть позже, после конференции в Москве, когда он постоял у нашего стенда с байкой о «Калипсо», как средстве регистрации коллекций, потом подошел ко мне и предложил поработать вместе над "Каталогом культивируемых древесных растений России".

Спустя какое-то время дома, в Карелии, мы (+ Николай Арнаутов – куратор оранжерей БИН РАН) творчески трудились над обобщением данных, посланных из десятков садов России. Это были распечатки – их приходилось оцифровывать почти вручную. Сей великолепный и незабываемо веселый процесс (под красную малосольную рыбу и охлажденную до глицериновости водку) привел к возникновению конечного печатного продукта ([177] Каталог культивируемых древесных растений России, 1999). А сопутствующие дискуссии привели к появлению информационно-поисковой системы "Ботанические коллекции России и сопредельных государств" в конце 1999 г.

Фундаментальная задача БС на протяжении всей их истории состояла в распространении растений полезных для человека, в мобилизации генетических ресурсов растений и разработке основ их культивирования в новых условиях. Создавая ботанические коллекции и акклиматизируя растения на протяжении последних 6 веков, как целенаправленно, так и спонтанно, БС стали новыми центрами распространения растений. Такие центры, обычно содержащие тысячи таксонов растений в открытом грунте, расположены в различных экологических условиях.

По данным Информационно-аналитической системы «Ботанические коллекции России» в БС России культивируется более 23000 видов и 24000 садовых форм сосудистых растений ([146-148] Прохоров, 2002).

Данный информационный инструмент может успешно применяться для оценки результатов мобилизации и сохранения генетических ресурсов сосудистых растений в БС с целью: сопоставления объема ботанических коллекций с мировым разнообразием растений; сравнительного анализа распространения растений в природе и в культуре; оценки полноты ботанических коллекций в отдельных БС и в целом по стране.

Информационно-аналитическая система «Ботанические коллекции России» (ИАС) позволяет принимать участие в оценке результатов работы по сохранению биологического разнообразия в рамках задач Глобальной стратегии сохранения растений .

С позиций национальных интересов России – ИАС необходима для оценки перспектив интродукции и создания необходимых коллекций генетических ресурсов растений, для обеспечения ресурсной биологической безопасности и для развития биотехнологий в России. ИАС позволяет планировать коллекционную политику для достижения максимальной уникальности коллекций и их оптимальной насыщенности в конкретных климатических условиях.

В плане ботанических исследований и применительно к рассматриваемому вопросу – ИАС позволяет оценить степень нарушения естественной географии растений и оценить эволюционный потенциал ботанических садов ([53] Прохоров, Карпун, 2012 ) .

В 2001 году логическим финалом этой истории стало появление электронного журнала 'Hortus Botanicus' на максимуме солнечного цикла. В тот же год случился 50-летний юбилей ботанического сада и конференция, посвященная этому замечательному событию. Собрались все наши.

По окончании торжеств я сел писать статьи и докторскую диссертацию ([132] Прохоров, 2004), получать гранты и путешествовать по ботаническим садам нашей планеты, чему посвящены многие мои блоги .

Будь я собакой, то сидя у берега моря Носом тянул бы запахи стран далеких, И представлял бы себя на потрепанной карте мира -Это видал, а вот это еще не нюхал.

Старый туманный Таллинн, пропахший корицей и сказкой.

Финские магазины в канун рождества, когда

Женщину можно раздеть у всех на глазах в витрине, Не ведая, впрочем, никакого стыда.

Мяса и пива запахи, блуждающие по Праге Старые замки над Влтавой, старше могилы рабби, Триста лет делавшего диван.

Время это не то, что наливают в стакан.

Чего я боюсь? Побеждают всегда желанья.

Надо срываться с места и лаять пока возможно,

Пока луна представляется достижимой, Пока за душою, рядом, горят поленья -Она не останется недвижимой.

Это был просто праздник - я в Праге на Рождество. Остановился «У Безушко» в Пругонице. Вечером - «печено вепрево колено». Звонит сестра – брат, тебя Гуртов ищет, я дам телефон. Мы выиграли гранты по 4 из 8 наших заявок, направленных в Минобрнауки РФ. Рождество удалось!

Наступил минимум солнечной активности и завершился период «информационных технологий для ботанических садов».

Ботанический сад как Эдем, Ноев ковчег и лаборатория экспериментальной эволюции

Тут на Солнце снова появились пятна и пришла пора для чего-то нового, например, для изучения особенностей распространения растений в условиях коллекций ботанических садов за пределами экологического оптимума.

Эволюция растений на 18 международном ботаническом конгрессе в Мельбурне, 2011 год.

Процесс интродукции растений, завершается образованием культигенных популяций, адаптированных к новым эколого-климатическим условиям. Таким образом, формируется сеть своеобразных резерватов генетических ресурсов растений за пределами их естественных ареалов и, соответственно, экологических оптимумов. Если рассмотреть большее число климатических факторов, то маловероятно, что мы выявим виды устойчивые только в оптимальных для себя условиях.

Сопоставление естественных ареалов видов растений с их распространением в коллекциях БС свидетельствует о выходе этих растений за границы своих климатических предпочтений. Это происходит в результате соответствующих адаптаций (в онтогенезе или филогенезе) обеспечивающих отдельным особям или их потомкам приспособление к новым маргинальным условиям существования.

Следует отметить, что повторяющаяся часть коллекций составляет значительную часть, так как каждый куратор стремится собрать максимально возможную коллекцию, что приводит к появлению еще одной особенности БС – наличию многих представителей одного рода в коллекции, родовых комплексов. В результате на относительно небольшой территории создаются идеальные условия для спонтанной межвидовой гибридизации с неконтролируемыми и непредсказуемыми результатами, так как в новых экологических условиях изменяются взаимоотношения между близкородственными видами, и возникают, не отмечавшиеся ранее, потенции в плане межвидовой гибридизации. Подобного рода спонтанные гибриды, в свою очередь, переносятся в виде семян и вегетативного материала в коллекции других БС, способствуя появлению новых гибридов, некоторые их которых начинают расти за пределами садов, входя в состав местных фитоценозов ([58] Prokhorov, 2011).

Говоря об инвазиях, как угрозе региональному биологическому разнообразию со стороны ботанических садов, не следует забывать, что, современное кажущееся стабильным биологическое разнообразие во многом является результатом естественных инвазий, осуществлявшихся на протяжении миллионов лет эволюции.

Деятельность ботанических садов во многом способствует прогрессу общечеловеческой цивилизации и сопровождающие ее изменения биологического разнообразия не могут иметь глобальных негативных последствий и не представляют серьезной угрозы для живой природы, наоборот:

• •    мы собираем коллекции растений и создаем глобальный Эдем на Земле;

• •    мы сохраняем растения при угрозе их существованию, значит строим ковчеги, как Ной;

• •    мы создаем условия для ускоренной эволюции растений, значит мы - Эволюционеры .

Субсидия Минобрнауки

По инициативе Александра Водяника из Ботанического сада университета Ростова-на-Дону сообщество садов пыталось добиться материальной поддержки в Государственной Думе (2010) и Общественной палате (2012). В столовых там неплохо кормят!

Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается. Лишь в 2016 году на ботанические сады университетов России напала государственная субсидия св. министра Дмитрия Ливанова и мучала их 2,5 года. Ботанический сад ПетрГУ закупился сельхозтехникой; отремонтировал (отстроил заново) гаражи, склады и мастерские; построил базу практик. Все стало хорошо как никогда до.

Студенты снова были в саду, ученые были в саду, художники начали здесь появляться, народ кружил по лабиринту. Студенты ловили бабочек, а я - кайф, т.к. обзавелся лабораторией по своему выбору, для завершения двух незакрытых гештальтов: открытом мною в 2012 году явлении самоорошения растений и начатом аж в 1977 году исследовании структуры воды. Если на самоорошение хватило одного солнечного цикла, то на воду ушло уже четыре.

Любая истина обычно где-то рядом, Лишь иногда ее коснувшись взглядом, Согрев тщеславие глотком самообмана,

Находишь ты занятье для себя.

Наука есть источник заблуждений, Дающий повод для ненужных прений, Потоков чьих-то недалеких мнений, Еще это занятье для себя.

Что такое саморошение растений?…

"– Это когда как, – сказала Ирма. – Думать туман – это одно, а думать про туман – это совсем другое… и кому это нужно – думать про туман, – неизвестно." (А. и Б. Стругацкие).

Науки бывают естественными, неестественными, сверхъестественными и противоестественными, а также фундаментальными и прикладными, но как только мы увлекаемся чем-то полезным для человечества, так сразу впадаем в антропоцентризм. Наше поле зрения сужается, а объективность исчезает. Циклические изменения климата превращаются в глобальные катастрофы. Растения становятся инвазионными или исчезающими, ядовитыми или лекарственными, сорняками или культурной флорой.

А если мы антропоцентристы, то упускаем из виду, что:

• •    мы - дневные звери, и не осознаем, что растениям нужен не только солнечный свет и тепло, но и звездное небо над кроной холодной ночью;

• •    мы – высшие сухопутные приматы, самостоятельно меняющие свою среду обитания, и не задумываемся о том, что выйдя на сушу, растения попали под влияние электромагнитных полей, гравитации, недостатка влаги и колебаний температуры, от которых раньше их защищали фантастические свойства воды.

  
  
  

  Давайте посмотрим природу как естествоиспытатели, постоянно отбрасывая от себя субъективность, чем бы она не была вызвана. Эта история началась совершенно случайно. Но, как известно, случайности не случайны. Однажды, в конце 2012 года, один мой друг, «старый морской волк» Владимир Лукин, подошел к барной стойке культового (в те времена) кафе "Кивач" в Петрозаводске, и спросил о канарских соснах (Pinus canariensis C. Sm.), орошающих почву в горах Тенерифа. Вопрос был простой:

— А как они это делают?

Тогда я не располагал информацией по данной теме, что оказалось очень кстати, ибо «науки, заключенные в книгах … не так близки к истине, как простые рассуждения здравомыслящего человека относительно встречающихся ему вещей» (Декарт Р.).

Через несколько часов сама собой сформировалась гипотеза, имеющая физический смысл. Через пару суток с помощью Саши Борисовой, из группы молекулярной биофизики Института биологии Карельского научного центра РАН, я получил оттиски статей Отто Ланге, и осознал, что очередное открытие состоялось. В этот момент мне стало очень странно... Почему никто не писал о столь важных вещах в учебниках по физиологии растений? Почему я ничего об этом не слышал? Несколько недель поисков в сети и библиотеках оказались полезными, но безрезультатными.

Учитывая немецкую дотошность и аккуратность мне просто повезло, что Ланге не сопоставил температуру растений с точкой росы. Судя по климатическим данным этого региона, она была выше, чем температура листьев. И ещё он не измерял их температуру ночью! Немцы – конченые антропоцентристы. Сверхчеловеки.

Идея была совсем сырой, но перспективной , и состояла в том, что растения активно конденсируют атмосферную влагу на своей поверхности за счет снижения температуры поверхности побегов и листьев ниже точки росы, при температуре воздуха выше точки росы, т.е. при отсутствии тумана. Под словом «активно» понимается: как снижение температуры поверхности растения за счет физических и физиологических механизмов, так и увеличение объема конденсируемой воды за счет увеличения доступной для воздуха поверхности растения ([39] Прохоров, 2013).

Поищем логику в жизни растений. Физиологически активное высшее растение обычно неподвижно и, соответственно, адаптировано к этой неподвижности. Сотни миллионов лет эволюции обеспечили его всеми необходимыми адаптациями для получения требуемых для жизнедеятельности ресурсов с «доставкой на дом».

Обычно для того, чтобы обеспечивать себя водой растения могут: либо отрастить корни подлиннее, либо приспособиться дожидаться дождя или тумана. Но если ты Фуркрея Селло и живешь в оранжерее

БИН РАН в Санкт-Петербурге. И жить хочется...

На дисплее прибора сверху вниз: влажность воздуха, температура воздуха, точка росы (температура), температура поверхности растения.

Вроде все уже понятно. Растение призывает воду из воздуха к себе, с помощью законов термодинамики. Обычно оно это делает по ночам, под звездным небом пустынь, когда ничто не препятствует излучать тепло во Вселенную.

Вода - это жизнь

Гераклит из Эфеса в 6 веке д.н.э. (это когда люди были умнее, чем сейчас) сказал «В одну и ту же реку нельзя войти дважды, потому что через миг и река уже другая, и ты уже не тот». Тем не менее я решил попробовать и вернуться к теме своей дипломной работы и кандидатской диссертации - воде, которой были посвящены 1,5 солнечных цикла с 1976 по 1992 год.

Профессор Алексей Штанько дал мне тему, д.т.н. Вилли Классен из ГИГХСа, что в Люберцах, выслушал мои идеи и дал советы. По окончании университета к.ф.-м.н. Александр Кяйвяряйнен взял меня в группу молекулярной биофизики КарНЦ РАН и приставил к рефрактометрам и спектрофотометрам.

Мы надеемся, что этот мир цикличен, И любим отмечать повторенье событий. Новый год кажется почти статичным, Но этого не скажешь про дни рожденья. Каждый раз понимаешь, что измененяется сумма Лет проведенных с этими людьми под этим солнцем И хорошо знакомых людей становится меньше, А дегидратация коллагенов больше.

Не желая использовать обычные единицы времени измеренья, Потому что хотим найти смысл в чередованьи событий, Замечаем, что монотонности нет в помине, Только дискретное увеличение скорости непоправимых изменений.

Правда, по размышлении, возникает идея

О постденатурационных конформационных переходах, Потому как немонотонность непрерывна, И о том, что ждет нас за тем переходом.

Моим соавтором в первых работах по структуре воды стал отец - к.т.н. Анатолий Васильевич Прохоров. Тайны воды стали отходить на заранее подготовленные позиции ([201-217] Прохоров, 19831991).

В 2017 году, уже в Ботаническом саду, приборы были новые и японские. Вода была чистой, а методы совершенными. Но описания методов и результатов здесь не будет, и выводов тоже, только постулаты:

• •    Во льду все молекулы воды, несмотря на наличие спиновых модификаций, почти идентичны и образуют единую непрерывную структуру.

• •    При таянии льда происходит не фазовый переход, а изменение пространственной (электронной) конформации молекул параводы.

• •    Жидкая вода состоит из молекул двух типов (орто- и пара-) и между собой они не взаимодействуют, а формируют две взаимопроникающие структуры (интерстициальная модель Рентгена-Самойлова). Когда-то, все тот же Р. Декарт писал, что вода напоминает клубок живых угрей.

• •    Эти молекулы способны превращаться друг в друга, но для этого они должны разрушиться и воссоздаться в новой форме (орто-пара конверсия).

• •    При низких положительных температурах вода состоит из кластеров, размер которых увеличивается с ростом температуры, а их количество уменьшается. Возрастает объем внутренних полостей. Сопряженно с этим процессом молекулы параводы внедряются в структуру кластеров и заполняют ее. Таким образом, при нагревании структура воды все более приближается к структуре льда, что позволяет ей замерзать быстрее, чем холодной воде (парадокс Мпембы).

Все в том же 6 веке до н.э. Фалес Милетский сказал, что «всё — из воды».

Жизнь может принимать разные формы, но ее суть в самой воде, а не в белках, нуклеиновых, кислотах, жирах и углеводах, не в клетках, тканях или органах, не в живых организмах.

• •    Вода это жизнь.

• •    Вода это чувства.

• •    Вода это разум.

***

В прошлом году, в момент наивысшей солнечной активности, весьма обновленное бюро Совета ботанических садов России, возглавляемое Юрием Плугатарем, директором Никитского ботанического сада, ныне академиком РАН, добилось принятия Правительством РФ девяти (!!!) поручений по вопросам устойчивого развития ботанических садов в Российской Федерации, в т.ч.:

• •    Ботаническим садам должен (может) быть присвоен статус "ботанического сада федерального значения".

• •    Они должны получить финансирование в рамках госзадания, согласно комплексной программе научных исследований в ботанических садах.

• •    Они должны получить средства на создание и содержание биологических ресурсных коллекций растений, согласно нового закона "о биоресурсных коллекциях".

• •    Государство обещало помочь развитию научно-популярного туризма.

Однако ботанических садов много и на всех денег не напасешься. Пастбищ не хватает.

"- Увы, не нам, не нам, - грустно заговорил Коровьев, - а ему достанется эта ледяная кружка пива, о которой мы, бедные скитальцы, так мечтали с тобой, положение наше печально и затруднительно, и я не знаю, как быть." (М.А.Булгаков).