Микромир Елены Лихошвай

Её вселенная чуть шире, чем у обычного человека. Просто у неё есть микроскоп. Там, где объекты измеряются словами «микро» и «нано», зашифровано технологическое будущее человечества, считает заведующая отделом ультраструктуры Лимнологического института СО РАН Елена Лихошвай. Её научный интерес – одноклеточные водоросли диатомеи. Их пористые панцири – архитектурное и конструкторское чудо. И, возможно, именно так будут выглядеть человеческие машины и сооружения будущего, считает супруга академика Михаила Грачёва.

.

От кондитеров к генетикам

Елена Лихошвай относится к тому счастливому типу людей, которые не мыслят себя в одном поколении. К тем, кто легко обнаруживает в себе черты мамы, бабушки, прабабушки. Кстати, прабабка родом из помещичьей семьи с Полтавы, а её муж был краснодеревщиком. Семья бабушки уже жила в Хабаровске. Дед Елены, Василий Изотович Солодов, был лучшим кондитером города.

«Даже на пенсии, я помню, за ним присылали машину на дом, чтобы он приехал и сделал какое-то своё чудо, – рассказывает она. – Он приезжал в мастерскую, надевал свой поварской колпак. Ему подносили рюмочку коньяку, и начиналось! Я с детства помню торты, которые он готовил на праздники – выдутые из карамели вазы в натуральную величину. С карамельными розами и шоколадными мишками».

Отцу Елены Лихошвай, Валентину Сергеевичу Шутову, сейчас 81 год, и только год назад он оставил работу.

«Он у меня моряк, очень красивый, страстный романтик, – рассказывает Елена. – Как-то он был проездом в одном городе на Дальнем Востоке и там встретил маму. А когда ехал обратно, мама уже его встречала на вокзале – светленькая, в веснушках, с ромашками. И полюбили друг друга. До сих пор вместе. Мама у меня мудрая и современная». Родная сестра и одна кузина Елены – фармацевты, ещё одна – музыкальный работник, а двоюродный брат – летчик. Все они живут в Хабаровске.

Как получилось, что вы стали лимнологом?

Мама хотела, чтобы я была медиком, но никак не влияла на выбор профессии. У нас семейная черта – быть лучшими. Кстати, всю жизнь испытывала серьезную конкуренцию со стороны мужчин. И постоянно доказывала – женщины не хуже. Закончила математический класс школы № 2 в Хабаровске. И к тому времени уже была проложена дорога в Новосибирск. Я поступила в Новосибирский государственный университет на факультет естественных наук, на специальность «биология». А закончила университет как генетик. Биология – одна из самых интересных наук. Очень много самых разнообразных загадок, которые всю жизнь можно разгадывать и никогда не разгадаешь. И там нужны знания и физики, и химии, и математики, если это касается моделирования процессов и обработки экспериментальных данных. Чтобы быть хорошим биологом, надо быть всем. Даже к истории надо относиться с пониманием, потому что развитие наук протяжённо во времени.

Решение переехать в Иркутск было спонтанным?

• Я работала в Новосибирске. В Академгородке к этому времени мне стало жить скучновато. Территория довольно изолированная, и общение идёт среди одних и тех же людей. На работе – те же, в магазине и кино – тоже. Хотелось пожить в городе. Но главное – случились существенные изменения в моей личной жизни. Я встретила Михаила Александровича. А у меня к тому времени уже была семья и двое детей.

Супруга одинокого человека

Вы помните, как встретились?

Да, конечно, всё помню. У Михаила Александровича тогда погибла жена. А он, как рассказывал мне, давно меня приметил. Я ездила в Москву со своей кандидатской диссертацией, и там, в общем, мы и познакомились. Помню, уехал он в Селенгинск, звонил всё время мне на работу. Настойчиво, я бы сказала. Он зацепился за меня и уже не отстал, пока своего не добился. В первый раз он произвёл впечатление очень быстрого, очень динамичного человека. А потом я узнала, что он очень сентиментален. Михаил Александрович по сути своей романтик. Петь очень любит. Любимые – Булат Окуджава, Жанна Бичевская. Он очень внимателен к людям, если у них что-то случается. С родственниками, со знакомыми. Близко к сердцу всё принимает.

На посторонних людей Михаил Александрович производит впечатление не слишком открытого, а иногда и агрессивного человека.

.

Елена Лихошвай считает, что современные технологии человечества – детские игры по сравнению с «технологиями» природы

Оба эти определения неверные. Как-то он мне признался, что считает себя человеком очень одиноким. Это понятно – если человек находится на какой-то ответственной должности, он один, и никто ему в этом помочь не может. Михаил Александрович говорил однажды, что чувствует себя как будто голым. Это некомфортно – быть в высокой должности. Для того чтобы чего-то добиться, чтобы тебя услышали, иногда просто необходимо делать резкие заявления. И перегибать. В ущерб хорошему мнению о себе.

Вы выступаете каким-то стабилизатором в этом случае?

На его решения невозможно повлиять. Как правило, его конечные решения не всегда понятны даже мне. Просто он видит немного дальше. И иногда его начинания вызывают неоднозначную реакцию. Но в итоге выходит, что именно так надо было делать. В этом смысле он гениален. Михаил Александрович умеет добиваться своего. К примеру, когда делали закон о Байкале, он с коллегами работал круглосуточно. Когда все кабинеты в институте были закрыты, на печатной машинке под лестницей набивали тексты. Себя он никогда не жалеет, это точно.

Под воду и далее

Лимнологический институт участвует в программе погружений «Миров» на Байкале. Известно, какие работы будут проводить иркутские лимнологи?

Мы выступаем как научные консультанты и участники этой экспедиции. У нас огромная программа, там уже работает наша группа под руководством учёного секретаря Тамары Земской. Дело в том, что Байкал – это наш объект, мы его лучше всех знаем. Животный-то мир точно. У нас есть опыт работы на «Пайсисах». В экспедиции работают наши корабли – «Академик Коптюг» буксирует баржу, на которую погружены «Миры», рядом всё время находятся суда «Титов» и «Верещагин».

Экспедиция «Миров» пользуется нашей подробной батиметрической картой. Пока у нас такая договорённость – в каждом погружении будет участвовать наш сотрудник. 2 августа было третье погружение «Миров», и там уже были наши сотрудники, мужчины. Следующее погружение, 6 августа, было за женщинами – спускались Тамара Земская и ведущий научный сотрудник института Татьяна Ситникова. Там на самом деле очень много интересного. Одна геология чего стоит. Поиск различных выходов нефти, термальных подводных источников. Мы планируем отобрать самые разнообразные живые организмы в необычных местах, где без «Миров» мы никогда бы их не достали. Будем вести съёмки, геологические наблюдения. Интересно увидеть, как выглядят дно и склоны.

Как вы оцениваете эту экспедицию «Миров» – как научную или же как пиар-проект?

Безусловно, Бурятия очень заинтересована, чтобы как-то себя показать на федеральном уровне. Первое погружение было, к примеру, чисто политическим. Это огромная территория с хорошим потенциалом, находящаяся не в лучшем состоянии. Поэтому логично, что «Мирами» в основном занимается бурятская сторона. Проект носит коммерческий характер, как и созданный Фонд содействия сохранению озера Байкал. Но стоит отметить, что, в общем-то, это всё квалифицированные люди. Есть задача, очевидно, сделать какой-то проект на территории Бурятии и сделать его квалифицированно, при поддержке властей и населения.

Понятно, что Бурятии это необходимо. Непонятно, почему это не нужно Иркутской области. Ведь эта экспедиция могла бы быть организована здесь?

А «Миры» в последующем придут на южный Байкал. Да, у нас есть свой проект – на «Пайсисах». Наш институт – один из немногих в России, которые в 90-е годы сумели сохранить флот. Не продали мы его, не проели. А в Президиумом РАН принято решение о передаче на баланс Лимнологического института двух канадских аппаратов «Пайсис» – тех самых, что уже погружались в озеро. При институте будет создан Центр подводных исследований. Ранее «Пайсисы» находились на балансе Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, но мало использовались, так как имеют ограничение по глубине 2 км, а для нас – в самый раз! Сейчас они находятся на ремонте, который продлится два года. А потом мы начнём работать.

Наноархитектура

«Я в основном в микромире обитаю», – говорит о себе Елена Лихошвай. Область её научных интересов – диатомовые водоросли. Это уникальные организмы – микроскопические водоросли в крохотных кремнистых панцирях. Они появились около 238 млн. лет назад почти одновременно с динозаврами. А активная дивергенция видов пошла в миоцене, когда и зародился Байкал, – около 25 – 27 млн. лет назад. В озере около 8 км донных осадков, которые образованы панцирями погибших водорослей. Это уникальная непрерывная летопись живого мира и климата Байкала. Диатомовые летописи и стали основной темой её докторской.

Какого они размера?

Самые крупные из них в 10 раз тоньше человеческого волоса. Они обеспечивают 40% первичной продукции Земли. Их вклад в образование земного кислорода сопоставим с вкладом тропических лесов. Можно сказать, что одно лёгкое планеты – это тропические леса, а другое – диатомовые водоросли морей и океанов. Они имеют свою структуру, гораздо более тонкую, чем, к примеру, существующие электронные чипы. И живут диатомовые своей интереснейшей жизнью. И до сих пор для учёных загадка – как они строят свои кремниевые панцири, которые по морфологии очень разнообразны.

Эволюционная история диатомей намного интереснее, чем у человека. Это так называемые двойные симбионты (симбионт – организм, который образован из соединения двух разных). Когда-то некая живая клетка «захватила» фотосинтезирующую бактерию и включила в свой организм. И родился симбионт – красная водоросль. А уже её захватила так называемая жгутиковая клетка. И получился двойной симбионт – диатомовая водоросль. Именно поэтому хлоро-пласт (органелла клетки, отвечающая за фотосинтез) окружён четырьмя мембранами. В результате диатомеи имеют часть генов, свойственных растениям, часть – животным, часть – микроорганизмам и часть общих генов.

Диатомовые – это одни загадки, – говорит Елена Лихошвай. – Например, у них есть такая интересная структура на внутренней поверхности панциря – фультопортула (трубочка), а рядом с ней два маленьких отверстия. Наружу выходит только одна трубочка. Если сделать ультратонкий срез, то видно: есть рядом с этим образованием отслоение плазматической мембраны, куда поступает некий секрет. Функция у этой системы потрясающая – формирование хитиновых щетинок, которые не растворимы водой. Это такая фабрика по производству водонерастворимого продукта из двух растворимых. Похоже на процесс, когда мы замешиваем эпоксидную смолу. Как это всё природой было придумано, просто диву даёшься!

Правда, что у диатомовых водорослей через определённый период меняется способ размножения?

Да, сначала они размножаются вегетативно, делением, как бактерии. Из одной клетки получаются две, из двух – четыре. Но у этих водорослей такая особенность – они покрыты двустворчатым кремнеземным панцирем. Жёстким, нерастяжимым. Поэтому, так как при вегетативном делении каждая новая клетка строится внутри старой, они постоянно уменьшаются, пока не доходят до такого предела, когда клетка не может более существовать в таком объёме. И в это время у них происходит половое размножение. И новая клетка восстанавливает размеры, увеличиваясь в объёме в 2–3 раза. Одно вегетативное деление занимает в среднем сутки-двое. А весь цикл от яйцеклетки до яйцеклетки – несколько лет.

Академик Грачёв считает, что изучение диатомовых водорослей может вывести на нанотехнологии. А каким образом?

Приставка «нано» характеризует размер. Десять в минус девятой степени. Нанотехнологии оперируют объектами в районе от 50 до 200 нанометров. Если больше – это уже микротехнологии. Диатомовые водоросли имеют микроразмеры, а детали их строения имеют уже наноразмеры, поэтому сам организм попадает в поле интересов nanoscience (нанонауки), или нанобиотехнологий. Что нас интересует более всего и в мире является наиболее интригующим – каким образом организм из одной клетки, без мыслительных способностей, строит такую сложную структуру? Как она управляет этим процессом? Если человек поймёт, как это делается, и сможет управлять, то по заданной программе он сумеет создавать нанообъекты совершенно разнообразной архитектуры. Это фундаментальная сторона исследований.

А есть прикладная?

Есть. Диатомовые уже начали активно предлагаться учёными в различных областях нанотехнологий. Прежде всего они используются как сорбенты, поскольку имеют пористую структуру из различных отверстий, дырочек, шипиков и отростков причудливых форм. Есть и другие области. К примеру, существует такой организм, называемый Coscnodiscus. Он имеет круглые, слегка выпуклые створки. Если направить на створку лазер на определённом фокусном расстоянии, то она фокусирует пучок лазера в 10 раз меньшего диаметра. Он работает как линза. С него можно готовить реплики (отпечатки) из различных материалов, допустим, из золота. И получать уже золотые «печенюшки» размером меньше микрона, которые имеют в себе отверстия и поры уже наноразмера. У нас в институте проводятся опыты по получению кристаллического кремния: панцири обрабатывают специальными составами, выпадают кристаллики чистого кремния, которые обладают флюоресцентными свойствами.

Всё сразу, и ничего придумывать не надо.

Да, наша задача – понять, как это делается, и повторить. Существует, к примеру, наука о трениях – трибология. А наука, которая изучает взаимодействие в биологических объектах, называется биотрибология. Панцири диатомовых испытывают различные нагрузки – на растяжение, сжатие, вращение, поэтому они должны быть устойчивыми, но лёгкими. Кроме того, они ведь образуют колонии, цепочки, соединяются друг с другом, в том числе и за счёт специальных шипов, паз в паз, как идеальный замок. Шипы эти очень разнообразны по форме. Причём у каждого вида – свои. Мы и сейчас не знаем, почему такие различия, какая разница, как соединять? Почему природа не придумала универсальный механизм для всех видов? Это загадка. Шипы связывают цепочки так, чтобы единая конструкция была легка, прочна и подвижна. Эти конструкции ещё и потрясающе красивы, идеальны архитектурно, а самые минимальные механические конструкции, созданные человеком, ещё слишком грубы по сравнению с диатомеями.

«Нирвана» и Монтень

В начале августа было 20 лет, как Елена Лихошвай живёт в Иркутске. Её старший сын Андрей занимается программированием.

«Он с седьмого класса, как только первые компьютеры появились, начал писать программы, – рассказывает она. – И первая его программка была по оптимизации способа учёта нерпы на Байкале. Он за это получил грамоту от ЦК ВЛКСМ».

Младший, Александр, по специальности химик, аспирант, работает в лаборатории микробиологии Лимнологического института СО РАН. Сейчас он в экспедиции. 4 августа спускался под воду во время третьего погружения «Миров».

«Я до полвторого ночи не спала, связи по телефону или радио не было, ждала, пока в Интернете не появилось сообщение, что третье погружение «Миров» успешно завершилось», – рассказывает Елена Лихошвай.

Саша «подсадил» маму на «Нирвану», теперь она слушает Курта Кобейна уже с внуком.

«Я вообще люблю что-то такое очень громкое, – призналась она. – К примеру, «ДДТ», но и джаз тоже». В этих мелочах угадывается характер. Её мировоззрение формировалось на «Опытах» Монтеня, Максе Фрише, Генрихе Бёлле, Ремарке. Елена внешне очень спокойна, практически флегматична. Но за этим чувствуется потрясающее любопытство и полное отсутствие усталости от жизни. Список последних просмотренных фильмов – «Жизнь других», «Изображая жертву» и «Откровенные полароидные снимки» Кирилла Серебренникова.

«Меня интересуют картины, которые показывают жизнь с той стороны, с которой мы её никогда не увидим, – говорит она. – Без лишнего эпатажа и преувеличений. «Изгнание» Андрея Звягинцева надо посмотреть и мужчине, и женщине, чтобы понять, насколько они разные».

Вы верующий человек?

Я считаю, что природа – это не сотворение Бога. Она возникла сама по себе, эволюционировала. Тут я разделяю чисто материалистические позиции. Просто, глядя на микромир, я не могу представить тот мозг, который мог бы такое изобрести. А вот в духовной сфере работают совсем другие механизмы. Если человек знает, как себя вести, и поступает так, он выходит на уровень, где ему воздаётся. Я глубоко убеждена, что есть некая высшая сила, которая всем воздаст по заслугам. Но является ли это богом с человеческим лицом, я не уверена. Это не бог в традиционном понимании, а тот дух, которым живёт общество, его культура и сознание, которые отражаются в личном развитии человека. Это не космос. Мы в этом понимании с Михаилом Александровичем совпадаем.

Что вы ждёте от жизни?

Я жду новый микроскоп. В этом, начале следующего года мы получим новый просвечивающий микроскоп. Голландский (смеётся).

Биографическая справка

Елена Валентиновна Лихошвай родилась в 1952 году в Хабаровске. Окончила факультет естественных наук Новосибирского государственного университета по специальности «генетика». Работала в новосибирском Академгородке, где и защитила кандидатскую диссертацию. В 1988 году приняла решение переехать в Иркутск.

Сегодня – доктор биологических наук, заведующая отделом ультраструктуры клетки Лимнологического института СО РАН. Научные интересы разнообразные, основное место занимают диатомовые водоросли. Автор 146 научных работ, в том числе двух книг. Замужем. Муж – академик, директор Лимнологического института СО РАН Михаил Грачёв. У Елены Лихошвай два сына – Андрей и Александр. И два внука – Артём и Глеб.

http://www.vsp.ru/…_article.php?…

Да, это было бы здорово: понять и повторить «технологии», которая «изобрела» природа за долгие годы эволюции. Ранее мы уже писали об этом – http://www.nanonewsnet.ru/…nomaterialam. К примеру, в Лимнологическом институте проводятся опыты по получению кристаллического кремния: панцири обрабатывают специальными составами, выпадают кристаллики чистого кремния, которые обладают флюоресцентными свойствами. Уже удаётся получать уже золотые чешуйки размером меньше микрона, которые имеют в себе отверстия и поры уже наноразмера… Словом, разгадать загадки природы и поставить эти результаты на службу человеку… Новых им успехов!..