Что происходит за пределами музейных залов, открытых для посетителей? Как ученые Московского государственного университета открыли 250 неизвестных организмов? И что такое бердвотчинг? Об этом рассказал директор Зоологического музея МГУ, доктор биологических наук Михаил Калякин.
Михаил Владимирович, здравствуйте! Музей, в котором мы находимся, необычный. В нем протекают сразу две жизни: музейная и научная?
Я даже вас поправлю, у нас три жизни протекает. Не говоря о более мелком дроблении, у нас ещё есть очень важная, базовая часть работы – работа с коллекциями, закрытыми от публики. Та часть жизни музея, которая открыта для публики, это такой образовательный проект, просветительский проект. Люди приходят в музей знакомиться с разнообразием современных животных. А за кулисами идёт работа с коллекциями.
Да, у нас есть экскурсии, лекции, есть интерактивные занятия. Это немаленькая часть нашей жизни. Так что да, эта часть у нас есть. А что касается научной, то она немножко спрятана от посетителей. Само здание устроено так, что есть зона, где посетители гуляют, а есть закрытая часть, где, во-первых, хранятся зоологические коллекции, а во-вторых, скрываются те самые научные сотрудники, которые их изучают или занимаются их хранением. Вернее, не «или», а «и», потому что у нас именно организация, которая занимается сбором, хранением, а потом уже использованием научных зоологических коллекций, относящихся к современным животным.
Надо обратить внимание на то, что животных много; их больше, чем мы можем себе представить. Одних насекомых известно несколько миллионов видов и считается, что по крайней мере столько же не известно. А то и больше. Масса групп беспозвоночных, которых вы даже и не видали и не слыхали. Какие-то таинственные мшанки, галатурии, морские звёзды, нематоды, нимертины... Не все эти названия даже слышали в школе. Разнообразие животных гораздо больше, чем разнообразие специалистов, которые их изучают.
Наша задача – изучение биоразнообразия животного мира.
Сейчас музейные коллекции составляют тысячи экспонатов. Что сейчас происходит с ними и расширяются ли они?
Поправлю вас, десять тысяч экспонатов примерно. Это экспозиция, она почти не расширяется, но немного обновляется. Что-то в ней чуть-чуть освежается, но у музейщиков есть правило, наработанное веками: раз в 30-40 лет экспозиция должна меняться. Не только потому, что меняются научные представления, но и, условно говоря, за 30-40 лет эту экспозицию все посмотрели, и давайте её как-то переделаем.
В наших условиях, да и в других условиях, главные проблемы, наверное, это место, финансы и возможность собрать коллектив, который будет в том числе и с художественной точки зрения на это смотреть. Потому что та экспозиция, которая у нас оформлена, имеет научную составляющую (учёные должны следить за тем, чтобы животные у нас были расставлены в соответствии со степенью их родства, то есть систематики, говоря научным языком).
То есть у нас систематическая экспозиция, а не, скажем, географическая.
Та экспозиция, которая есть сейчас, создавалась относительно недавно, в 1980-е годы и ещё не утратила своей научной «правильности». Хотя систематики и заняты тем, что какие-то группы куда-то переносят. За это время проведены генетические исследования, при которых для выяснения родственных связей и между видами, и между группами более высокого ранга используется анализ ДНК. И время от времени там, в систематике, происходят какие-то тихие революции.
Я должен сказать почти в рекламных целях: вообще у нас экспозиция сделана довольно хорошо. Ей внимательно и долго занимались, я отчасти в этом участвовал. Она знакомит публику с разнообразием современных животных. Экспонаты накапливались многие десятилетия, и теперь мы можем показать разнообразие животных всей нашей планеты. Сейчас мы склонны менять экспозицию точечно: эта птичка должна поменяться на эту, эта рыбка выцвела, её надо заменить на более свежую, если она доступна.
А вот в хранилищах, закрытых от публики, лежит, как принято считать, до десяти миллионов экземпляров. А может быть и меньше, но не менее семи с половиной. Для того, чтобы их подсчитать, нужно несколько лет. Потому что это могут быть, например, банки с крилем (мелкими рачками), и в одной банке может быть до тысячи экземпляров.
Поэтому для нас важен не просто валовый объём, а то, что представлены более-менее все группы животных. Они хранятся, как книги в библиотеке или как архив, лучше с архивом сравнивать. Архив биологического разнообразия.
В музее есть особая небольшая комната - лаборатория ДНК. Что это за помещение?
После Гарри Поттера все ждут какой-то тайной комнаты. Она у нас не очень тайная, но все же тайная в том смысле, что ни декан биологического факультета, к которому мы относимся, ни ректор университета в ней не были. Эта комната стерильная, после любого посещения без специального обмундирования её нужно долго обрабатывать. Заходят туда в почти космическом костюмчике. Если я захочу туда пробраться, то надо на меня такой костюм закупить или сшить, поскольку сотрудница, которая там работает, гораздо более миниатюрная. В её «костюм космонавта» ни я, ни ректор не втиснемся.
Почему такие космические условия? Эта лаборатория, которая занимается старой, или исторической ДНК. Смотрите: вот мы с вами сдали анализ крови, там всё свеженькое, там много нашей ДНК. Можно быстро запускать в процесс и анализировать, всё хорошо. А музейные коллекции накапливались 30-50 и 150 лет, вплоть до времён Фишера фон Вальдгейма, первого настоящего директора музея. Есть экземпляры, которым более 100 и даже 150 лет. Из-за прошедшего времени, из-за условий хранения, из-за воздействия химических веществ длинные последовательности ДНК разрушаются и фрагментируются на короткие кусочки. И вынуть их оттуда чисто химическим образом гораздо-гораздо сложнее, чем из свеженького биоматериала. Но бывают случаи, например, самый простой – хотим посмотреть ДНК мамонта. Это возможно, но, увы, это невозможно в свежем виде. Сколько бы вы не ездили по нашим тундрам, мамонта вы не поймаете. А те экспонаты, которые в большом количестве хранятся в музеях, им «всего» двадцать-тридцать тысяч лет. Это не динозавр, а современное животное с точки зрения биолога. Вот его ДНК мы теперь вполне можем раздобыть прямо в музее.
А как сотрудники получают генетический материал?
Лучше всего, насколько я знаю, использовать косточки. Высверливается какая-то порция костного материала, она до некоторой степени консервировалась, на неё слабо влияли радиация, солнечный свет, кислотные дожди, бактерии. Внутри все сохраняется некоторым образом в чистоте. Проблема в том, что в этом материале ДНК явно меньше, чем в порции свежей крови. В итоге все дальнейшие манипуляции с расшифровкой реальной последовательности нуклеотидов, составляющих ДНК, и труднее, и дольше, и дороже. Основная задача – вытащить вот эти кусочки ДНК и уже за счёт биоинформационного анализа «собрать» из них исходные последовательности. Да, все эксперименты с исторической ДНК дольше и дороже, чем со свежей, но это проблема теперь скорее технологическая. Есть и ещё одна проблема. Многих животных сохраняли не в спирте, в котором ДНК не портится или портится не катастрофически. Но если это формалин, то это совершенно другая химия, в нём молекулы ДНК рвутся на маленькие кусочки. И составить из них длинную последовательность, которую можно сравнивать с уже известными, на два порядка труднее, чем даже со старой ДНК. Борьба с проблемами, которые создают экспонаты, хранящиеся в формалине, сейчас в разгаре.
Я довольно смело могу сослаться на своих сотрудников и заявить о том, что такую лабораторию мы сделали первые в стране, по крайней мере – в музеях. Пока исторической ДНК у нас занимались в основном в связи с решением вопросов о ДНК человека: царская семья и всякие такие штуковины, для изучения которых необходимо из биоматериала столетней давности вынуть ДНК.
В 2018 году на базе МГУ был завершён масштабный проект – создание биодепозитария «Ноев ковчег». Его целью был заявлен сбор биоматериалов всего живого, что есть на Земле. Расскажите, к каким результатам удалось прийти за это время?
Депозитарный проект для нас - довольно странная, необычная эпоха, потому что «простые» зоологические и ботанические исследования многим кажутся слишком простыми, описательными: кто где живёт, как называется, каковы его биологические особенности, как вьёт гнездышки и чем питается. Биология, которая на первый взгляд кажется уже ясной и известной. Основная, главная наука – это молекулярные исследования, это физиология, биохимия, биофизика, иммунология и выход в медицину, потому что она для человека интереснее, чем поведение бабочки, которая живёт где-нибудь на Алтае. Поэтому, когда руководство нашего университета в 2014 году решило подать заявку на большой грант, который будет посвящён биологическим коллекциям и их использованию, это для нас был большой и радостный сюрприз.
Руководству нескольких факультетов, которые занимаются биологическими исследованиями, удалось отстоять точку зрения о том, что за биотехнологиями будущее. Вот, например, мы долго говорили о ДНК, а ведь знания о молекулярной генетике позволяют влиять на генетические болезни человека. Это важно и интересно, интереснее, чем рыбка в банке. Может быть отсюда уже остаётся два шага до клонирования мамонта? Такие идеи были и продолжают существовать.
Была собрана команда, более трёхсот человек. Она объединялась в пять кластеров. Нас интересовала группа, которая немножко, на мой взгляд, неудачно называлась «Животные». Не очень это звучит при взгляде со стороны. «Зоологические исследования», наверное, было бы чуть-чуть более правильно. В итоге получилась вот такая компания, которую вскоре стали называть Ноевым ковчегом. Ноев ковчег, потому что, как говорится, «каждой твари по паре»: тут тебе и водоросли, и морские свинки.
Там были интересные вещи, которые были связаны в том числе прямо с медициной. Был собственно медицинский кластер, а были вещи, которые начинались с зоологии, но тоже работали на медицину. Целая группа занималась голыми землекопами. Это такие необычные зверьки, внешне не самые приятные, – они и правда голые, слепые, все в морщинках, как новорожденный младенец. Самое важное, что они не болеют раком и живут как будто бы вечно, погибая не от болезней, а от механических повреждений. Изучавшая их группа занималась и продолжает заниматься вопросами старения и вопросами иммунитета. Почему человек болеет раком, а эти зверьки нет? Вопрос точно важный и интересный.
Что за 250 неизвестных организмов открыто в рамках этого проекта?
Всё, что нас окружает, кроме, скажем, метрополитена и самого центра города – это экосистемы, в той или иной степени насыщенные жизнью. В них живут и функционируют и почвенные беспозвоночные, и грибы, и бактерии. Большую часть таких участников мы даже не видим простым глазом. Ну и конечно в состав экосистем входят известные нам растения, животные и грибы, о которых мы уже кое-что знаем. Экосистемы существовали и работали и без человека, за много миллионов лет в них всё было налажено, а человек, появившись, размножившись и распространившись, начал их довольно серьёзно менять. В основном в сторону упрощения и разрушения, снижения биоразнообразия, то есть снижения количества видов. А мы это биоразнообразие ещё не изучили, мы ещё не описали все виды, которые живут на нашей планете. При этом вот прямо сейчас с вырубанием тропических лесов теряются виды, о существовании которых мы даже не знаем. Сотни гектаров леса на Амазонке исчезают буквально за несколько дней, а там жили насекомые, черви и даже может быть птицы, которых наука ещё не успела описать. И вот это описание разнообразия жизни на нашей планете продолжается. С процессом описания биологического разнообразия связаны фундаментальные биологические вопросы. Как оно появилось, как оно эволюционирует, по каким законам, как так получилось, что голубь не похож на рябчика? Почему у одного есть пятна на перьях, а у другого нет? Абсолютно простые, «дурацкие» вопросы, но пока во многом безответные... И среди них есть один довольно глобальный вопрос: узнать, кто ещё живет вместе с нами на нашей планете.
За четыре года реализации нашего проекта те несколько десятков человек, которые изучают разные группы животных, растений и грибов, да, описали вот такое количество новых видов. Это говорит о том, что мы пока не знаем о том, кто живёт рядом с нами. Почему это важно? Вот, например, есть малярийные комары. Все знают, что малярия – это болезнь, распространённая и в Африке, и в Азии, в тропиках. Чтобы человек заразился, его должен укусить комар, который переносит простейших, вызывающих эту болезнь. Они сидят у него в хоботке и ждут, когда они попадут к нам в кровь. То есть виды малярийных комаров для нас опасны, в некоторых случаях смертельно опасны. А его родственник, отличающийся малозаметными признаками строения, совершенно не опасен, но знает об этих отличиях далеко не каждый человек; нужно быть специалистом, который скажет: это малярийный, а это не малярийный. Описали новый вид, а он, оказывается, тоже переносит малярию. А мы ещё не знаем ни о его биологии, ни о его распространении. Тут, может быть, нужно будет создать целый институт, который будет им заниматься! Поэтому описание новых видов продолжает оставаться крайне важным вопросом, настолько важным, что мне даже трудно это объяснять, мне кажется, что это абсолютно понятно.
Описание продолжается?
Продолжается и будет продолжаться. У нас, у Московского государственного университета, есть Беломорская биологическая станция (я на ней вырос, потому что мама у меня там работала). Она образовалась в 1938 году, недавно ей исполнилось 80 лет. А когда ей исполнялось 70 лет, был опубликован список растений, животных и всех, кого там, у берега Белого моря, нашли биологи. Теперь это место - самое изученное в мире, там работали сотни исследователей, проходили студенческие практики. Вроде бы мы знаем о разнообразии жизни на этом пятачке очень хорошо. Вы выходите на берег моря, на причал, и первое, что вы видите в воде, это красивые красные медузы с длинной бахромой щупалец - цианеи. Они описаны сто лет назад, стоя на причале, вы видите одновременно до пяти штук. Конечно, за 70 лет на них обращали внимание. Но, когда начались генетические исследования, называемые баркодингом, случилось странное. Баркодинг – это, грубо говоря, генетический штрих-код, аналогичный тому, что мы видим на продуктах: кассир подносит к сканеру пачку макарон, кассовый аппарат считывает код, уникальный шифр, который маркирует этот уникальный продукт, и пробивает цену. Вот анализ определённого гена почти также хорошо маркирует подавляющее число видов растений, животных и грибов. Вы сделали анализ этого гена, получили этот штрих-код, сверились с банком данных и определили видовую принадлежность нужного вам объекта. Не надо быть большим специалистом и разбираться в том, как там ножки устроены, усики, сколько жилок на крыле: можно закинуть в пробирку лапку от комара и провести химический анализ.
Так вот, вернёмся к цианее. На биостанции завели порядок, при котором генетический анализ проводился для всех здешних видов. Просто, чтобы было, или, может оказаться, что эти медузы отличаются от живущих в каких-то удалённых от Белого арктических морях. Сделали анализ нескольких экземпляров и видят, что они делятся на 2 различных клады. Проанализировали ещё несколько штук, а они опять разваливаются на две группы. Продолжают ловить медуз и понимают, что их два вида, у этих одна генетика, а у этих – другая. А все 70 лет они казались одинаковыми. Тогда их стали рассматривать ещё более внимательно и оказалось, что различия есть и в их строении. Если бы раньше на это обратили внимание, то этот вид давным-давно бы описали, помешало то, что ничего банальнее, чем цианея в Белом море, не придумаешь...
А раз новые виды можно обнаружить в хорошо изученных местах, то что говорить о тропиках, высокогорьях, коралловых рифах и морских впадинах… Биологи уверены, что надо выявить всех, кто у нас есть, и этим занимаются. Несколько сотен описанных новых видов – один из приятных итогов проекта, но далеко не единственный.
Сейчас есть такое направление деятельности - бёрдвотчинг. Расскажите, что это такое и как это развивается в Зоологическом музее?
Птиц видят все: они подвижные, они поют, где бы вы не находились, какая-то птица обязательно просквозит мимо вас хоть зимой, хоть летом. На мой взгляд, за ними интереснее наблюдать, чем за растениями, из-за их подвижности. Когда вы ищите какой-нибудь злак или незабудку, они от вас не убегут, вам нужно «просто» прочесать определённую территорию. Птицы летают, могут вести себя то очень заметно, то, наоборот, затихают и скрываются, появляется спортивный азарт. В мире очень много людей, которые интересуются биологией не как специалисты, а как любители. Это ни в коем случае не какое-то пренебрежительное название. Многие из них знают свои объекты лучше, чем профессиональные учёные. Из чего складывались наши знания о разнообразии жизни на Земле? Скажем, кроме учёных были люди, которые собирали гербарии, изучали ботанику как любители. Было прилично знать, какие цветы цветут рядом с тобой, даже если ты не биолог. То же и с любителями птиц, бабочек, моллюсков.
В мире несколько миллионов любителей наблюдать за птицами. Ещё Дарвин недоумевал, почему же не каждый джентльмен является знатоком птиц? В Англии по каким-то причинам уже более ста лет назад прижилась идея о том, что знать птиц и их голоса – просто прилично. Такое понятие, как бёрдвотчеры, сложно прямо перевести на русский язык. Это люди, у которых есть в том числе и спортивная жилка: кто-то собирает список видов, которых он отметил на территории Великобритании, кто-то – во всём мире, люди соревнуются в искусстве поиска, определения и фотосъёмки птиц.
В рамках программы «Птицы Москвы и Подмосковья» проводится проект «Атлас птиц Москвы и Подмосковья», в котором все желающие могут принять участие.
Программа объединяет тех, кому интересно наблюдать за птицами, и профессионалов, и любителей. Начиналась её деятельность просто: я поехал на дачу и увидел воробьиного сычика – маленькую приятную сову с кулак размером. Ведёт себя тихо большую часть времени и вот вдруг сидит в 10 метрах от меня. Я не такой неистовый бёрдвотчер, у меня нет списка птиц, которых я увидел за жизнь, за год, за день. Но мне, как орнитологу, приятно, что я эту птичку видел, она вот так выглядит, я её определил и понаблюдал за её поведением. Писать научную статью о такой встрече нет смысла, никто не возьмет её в журнал и не опубликует. Приезжаю я в музей в понедельник, и мы с коллегами обсуждаем: кто-то увидел сычика, кто-то черношейную поганку. Не то, чтобы высокая наука, но и не совсем хобби...
В целом в Москве орнитологов больше, чем где-то ещё в России. И мы в какой-то момент в 1999 году решили, что вместо того, чтобы вот так рассказывать друг другу о наших находках, будет полезно собирать такие сведения в единую базу данных (хотя тогда такое слово было не известно): кто где был и кто что увидел. Пошло вот такое не столько соревнование, сколько сбор научных данных с примесью искусства определения птиц, некий гибрид этих понятий (определить птиц не всегда легко).
Потом к нам стали присоединяться фотографы. В начале 2000-х годов фотоохотники стали переходить на съёмку цифровыми камерами, появилось несколько клубов фотографов-анималистов, и многие из них стали сотрудничать с нашей программой. Ставки возросли: вы не только видите или слышите птичку, у вас следующая по сложности задача – нужно к ней подкрасться и хорошо сфотографировать. Это отдельное очень серьезное увлечение, люди тратят большие деньги на оптику, штативы, проводят часы и даже дни в суровых полевых условиях иногда ради одного удачного кадра. И они, так же, как бёрдвотчеры, могут приносить пользу в том числе науке.
Программа развивалась как любительский клуб, но собирали данные, которые в одиночку никто не соберёт. И в Европе, и в Северной Америке, и в Южной Африке уже несколько десятилетий существует практика создания атласов птиц. Имеется в виду не просто собрание всех точек, где видели серую ворону. Когда мы берем в руки атлас дорог России, нам бы хотелось, чтобы в этом атласе все страницы были заполнены, и, доехав до Рязани, мы бы знали, куда двигаться дальше. Под атласом птиц тоже понимается нечто строго определённое. Если это атлас птиц Москвы или Московской области, то мы обследуем всю область, не пропуская ни одного квадрата (это квадраты меркаторовской координатной сетки; обследовать нужно каждый квадрат).
Вот таким образом, используя интерес и даже азарт бёрдвотчеров, мы в 2006–2011 гг. детально обследовали территорию Москвы внутри МКАД. В каких-то квадратах размером 2 на 2 километра, в которые попадали территории парков и водоёмов, находили более 100, а иногда и более 150 видов, а всего у нас в 243 квадратиках найдены за 6 лет 226 видов птиц.
Какие самые необычные виды птиц удалось зафиксировать?
Есть на свете такая средиземноморская чайка. Она такая же крупная, как серебристая чайка, которых много на Балтике, а теперь и в центральной части Европейской России. Здесь же, а также в более южных районах живёт хохотунья, тоже крупная белоголовая чайка. Это самые крупные чайки из тех, которых вы видите в Москве. Юный фотограф просто фотографировал чаек – их трудно определять в полевых условиях, в том числе из-за того, что молодые птицы на протяжение первых нескольких лет жизни окрашены не так, как взрослые. Поэтому самое удобное – нафотографировать и внимательно рассматривать фотографии, сравнивая их с иллюстрациями в определителях. Одну из молодых птиц ему не удавалось определить никак иначе, как средиземноморскую чайку. Он обратился к специалистам, в созданную именно для таких случаев Фаунистическую комиссию. И комиссия подтвердила правильность определения! А надо сказать о том, что это была первая встреча не только в Москве, а вообще на территории Российской Федерации! Причём живет эта птицы по побережьям Средиземного моря, то есть весьма далеко от Москвы, и искать её нужно у Черноморского побережья Кавказа (где её после московской находки стали искать – и нашли). Были, конечно, и другие замечательные находки, о них можно узнать из атласа птиц Москвы, опубликованного в 2014 году.
Что нужно для того, чтобы присоединиться к движению бёрдвотчеров и какое время для наблюдения птиц самое лучшее?
Прямо сегодня, середина апреля – самый «писк» для любителей птиц. Всю зиму наблюдали 15, 20, 30 видов – зимой птиц мало. А тут, наконец, растаяло, каждый день кто-то прилетает. Идёт отдельное соревнование «кто кого первым увидит». Посмотрите сайт программы «Птицы Москвы и Подмосковья», прямо вбив в поисковике это название, и вы увидите, чем этот народ увлекается.
Каждый день кто-то прилетает, и в нашей электронной рассылке одно сообщение сменяет другое: «у меня первый зяблик 15 марта» (первое место), «у меня – чибис 8 марта», и т.д. Прилетели белые аисты и начали распределяться по гнёздам. У нас, кстати, действует специальный проект по слежению за гнёздами этих птиц, так что, если кто-то нашёл жилое гнездо аиста – пожалуйста, сообщайте нам об этом. Нам всё это ужасно интересно. Сегодня мы знаем о 125 гнёздах этого вида на территории Московской области, но каждый год необходимо знать и о том, все ли они заняты, не появились ли новые, сколько в каждом из них было птенцов.
Так что после нашего интервью берёте бинокль и выходите, потому что сейчас каждый день появляются новые и новые виды, парки оживают, птицы начинают петь. Зимой они не очень охотно подают голос, осенью и вовсе в основном помалкивают, а весной возникают пары, самцы маркируют свои территории, вы слышите приятный птичий гомон и начинаете в нем разбираться. Это ещё один вид спорта - определять птиц по голосам, и те орнитологи, которые хорошо знают птичьи песни и другие сигналы, могут вовсе обходиться без бинокля…
Я не устаю повторять: это очень познавательное, спортивное, культурное и научное занятие. И чаще всего человек, начав наблюдать за птицами и не спасовав в первый день перед возникающими перед ним трудностями с их определением, уже не бросает это занятие. Если у вас есть соответствующий азарт, то вскоре появятся понятные и поэтому любимые виды. Вот, скажем, заметили вы поползня, а он осмотрелся - и юркнул в дупло. Удача! А если за ним понаблюдать, то можно заметить и то, как он, собрав клювом немного влажной глины на берегу ручья, прилетел к дуплу и обмазывает вход в него, чтобы леток был поменьше, и никто «лишний» туда не влез. После этого вы точно можете сказать, что в вашем доме, каким бы многоквартирным он ни был, вы единственный, кто видел, как поползень строит гнездо. И даже, я подозреваю, в районе…
