Здравствуйте уважаемые коллеги! Благодарю за возможность выступить на столь важном форуме и представить наши работы, проводимые в Московском университете по изучению жизнедеятельности синтрофных ассоциаций микроорганизмов в условиях техногенной нагрузки. Я постараюсь кратко и в доступной форме рассказать об открытиях в этой области. На мой взгляд, именно микроорганизмы можно назвать настоящими хозяевами нашей планеты. Потому что, например, на каждый квадратный сантиметр этой аудитории содержится более миллиона их представителей. Кроме того, в большей степени благодаря микроорганизмам, а не растениям, наша атмосфера пополняется кислородом.

Для начала поясню термин «синтрофных ассоциаций». Это – сверхассоциация различных типов микроорганизмов, принадлежащих к разным физиологическим группам, которые представляют разные группы микробного метаболизма и характеризуются различными механизмами микробной аккумуляции. Эти микроорганизмы сосуществуют в синтрофной ассоциации – состоянии совместного симбиоза, когда, фактически, образуют единый макроорганизм. В его объеме каждый член и каждая физиологическая группа сообщества максимально адаптированы к совместной жизнедеятельности и находятся в состоянии коллективной взаимопомощи и взаимозащите.

Таким образом, синтрофные ассоциации отличаются высокой степенью адаптации к окружающей среде, которые живут в химически агрессивных средах, в которых обычные микроорганизмы не выживают, а также выдерживают достаточно сильное радиационное воздействие.

Ещё в прошлом столетии французским исследователем Луи Кервраном была выдвинута гипотеза, что живой организм поставленный на грань выживания отсутствием жизненно необходимого химического элемента синтезирует необходимый элемент из биохимического аналога, присоединив к нему протоны, присутствующие в жидкой питательной среде.

Сотрудниками физического факультета МГУ, Аллой Александровной Корниловой и Киевского Университета имени Тараса Шевченко, Высоцким Владимиром Ивановичем, был детально описан механизм подобных реакций. Авторами было показано, что ядерные превращения в биологических системах протекают в наноразмерных полостях клеток микроорганизмов. Для протонов наноразмерные полости в растущих биологических клетках представляют собой потенциальные ямы с динамически изменяющимися стенками, формирующими когерентные коррелированные состояния квантовых частиц. Находясь в этих состояниях протоны способны вступить в реакцию, в результате которой возникают элементы, требуемые для осуществления биохимических процессов в микроорганизмах. Мы не будем сейчас углубляться в квантовую механику, но кому интересно, в представленных на слайде книгах всё подробно написано.

Кроме того, имеется ряд публикаций на эту тему в высокорейтинговых научных журналах. То есть описание этого механизма прошло экспертную оценку.

Также имеются патенты, где описаны возможные применения метода биологической трансмутации ядер, в частности, по утилизации жидких радиоактивных отходов путем синтеза стабильных изотопов из радионуклидов, а также прямого синтеза элементов. 

Эффекты, описанные в патентах, были изучены в нашей лаборатории. В экспериментах со стабильным изотопом цезия, моделирующих утилизацию радионуклидов, было показано, что синтрофные ассоциации в среде без жизненно необходимого калия, но в присутствии цезия продолжают наращивать биомассу, конечно не так активно, как на «классической» среде, но все же это экспериментальный факт.

Расчет баланса по искомым элементам в результате масс-спектрометрических исследований показал снижение содержания цезия и увеличение бария и калия к концу эксперимента. Содержание элементов в контрольном биореакторе осталось без изменений.

Но давайте подробно остановимся на реакции синтеза железа из марганца, описанных в книгах и патентах Корниловой и Высоцкого, потому что она более интересна в контексте этого форума.

Проведены исследования реакции синтеза железа в процессе роста хлебопекарных дрожжей на железодефицитной питательной среде, приготовленной на деионизованной воде, но с высоким содержанием марганца. Состав питательной среды представлен на слайде.

Дрожжи культивировались при температуре 30° С в 50 мл фальконах при постоянном перемешивании с помощью магнитной мешалки. Время культивирования составляло 19 дней. Контроль содержания железа и марганца в образцах среды и биомассы производился методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Контроль потребления глюкозы производился глюкозооксидазным методом.

К концу эксперимента прирост биомассы составил 3-4 раза. Рассчитано содержание железа и марганца в фальконах к началу и к концу эксперимента. В результате было четко показано увеличение содержания железа и уменьшение содержания марганца в системе.

Таким образом, было еще раз установлено, что микроорганизмы способны синтезировать в микроколичествах требуемый для их роста биогенный элемент.

К слову сказать, данное открытие позволило объяснить формирование периодической структуры железомарганцевых геологических корок на дне океанов. То есть, происхождение таких структур является процессом трансмутации марганца, растворенного в воде, в железо под влиянием естественного биологического роста микроорганизмов. Эта работа с успехом была представлена на конференции в Италии в сентябре сего года.

Вместо заключения я хотел бы процитировать одного из пионеров в науке экологии, Барри Коммонера, которым ещё в семидесятые годы прошлого столетия были сформулированы четыре «Основные Принципа взаимодействия людей с Природой».

Первый Принцип. Все взаимосвязано. Нарушение какого-либо звена биосферы Земли влечет за собой изменения в других звеньях, что ведет к уменьшению разнообразия флоры и фауны.

Второй Принцип. В природе ничто не исчезает, а лишь переходит из одной формы существования материи в другую.

Третий Принцип гласит о том, что человечество прошло гораздо более короткий путь развития, чем биосфера Земли и должно соблюдать правила Природы.

И наконец, четвертый принцип — За все надо платить. Все, что человечество забирает из экосистемы для своих нужд, должно быть возмещено.

Исходя из этих общепризнанных принципов, становится ясно, что только применение природоподобных технологий будь то в промышленности или в сельском хозяйстве является наиболее оправданным и перспективным как с экологической, так и с экономической точки зрения. Как мы с вами много раз убеждаемся, потенциал у Природы, представленной в виде ассоциаций микроорганизмов, необычайно велик. Уверен, что нам всем предстоит совершить ещё массу открытий в этом направлении!

Сергей Гайдамака, МГУ им. Ломоносова